五体与六体散射的第一性原理理论
人机交互
2025-07-15 v1
摘要
尽管更高阶的声子散射（高于四体）在强无谐材料的高温下具有潜在重要性，但仍 largely 未被探索。我们发展了一种用于计算五体和六体散射的第一性原理理论 formalism，基于图解 formalism 的 Green 函数技术，系统性地研究了从室温到接近熔点的数十晶体材料中的多声子相互作用。我们的计算揭示了显著不同的材料相关行为：尽管在高温下五体和六体散射在 Si 中仍可忽略，但在 MgO 接近其熔点 (3100~K) 以及 BaO 中于中间温度 (1200~K) 时变得越来越重要。最令人惊讶的是，在 BaO 接近其熔点 (2100~K) 时，五体和六体散射强度超过三体和四体散射，导致晶格热导率下降超过 50%。我们证明，更高阶相互作用强度主要由原子力常数决定，尽管 MgO 和 BaO 的晶体结构相同，BaO 的五体和六体散射速率却超过 MgO 一个数量级，这源于来自软化谐波相互作用的大散射相位空间。我们的工作为理解强无谐材料和高温下的晶体动力学及热传导提供了理论见解。
引用
@article{arxiv.2507.09917,
title = {Volume-Based Space-Time Cube for Large-Scale Continuous Spatial Time Series},
author = {Zikun Deng and Jiabao Huang and Chenxi Ruan and Jialing Li and Shaowu Gao and Yi Cai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.09917},
year = {2025}
}