什么控制软模驱动结构相变的温度？

我们使用铁电 PbTiO$_{3}$ 的有效模型（其展示了典型的软模驱动相变）来研究势能面的不同特征如何影响相变温度 $T_{\rm C}$。我们发现，PbTiO$_{3}$ 的高对称性（立方）相与低对称性（四方）相之间的能量差（我们称之为基态能量 $E_{gs}$）是最直接且最强地决定 $T_{\rm C}$ 的参数。我们还发现，能量景观的其他简单特征，如连接高对称性和低对称性结构的畸变幅度，只有在与 $E_{gs}$ 的大小相关时，才能用作 $T_{\rm C}$ 的预测因子。我们讨论了我们的结果如何与从更简单的理论方法推导出的预期行为以及文献中的现象学研究相关联。我们的发现支持了 Abrahams 等人 [Physical Review 172, 551 (1968)] 提出的估算 $T_{\rm C}$ 的经验规则，并阐明了其物理诠释。证据还表明，偏离预期行为表明存在复杂的晶格动力学效应，涉及驱动相变的软声子与材料其他模式之间的强非谐相互作用（以及可能的竞争）。