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關注創建者:匿名 創建時間:2022-01-10

聲子相干的實例教程
聲子相干的熱學性質在計算材料領域有著非常重要的地位,我們可以通過第一性原理計算得到任一種晶體的熱力學性質,但是很多小伙伴尤其是初學者還比較陌生,本文介紹基于DFT計算與聲子相關的性質,是用VASP+phonopy+shengbte計算一種材料的聲子譜,聲子態密度,熱力學性質(包括準簡諧近似下的亥姆霍子自由能,等壓熱容Cp,熱膨脹系數,格林愛森參數,和考慮高階聲子的聲子散射,群速度,聲子自由程,熱導率等等)共分為如下幾個部分:
(1). 生成4個輸入文件: POSCAR POTCAR INCAR KPOINTS 然后進行優化(這一步優化精度需要高一點,不然可能會因為優化精度不夠而導致的虛頻)
(2). 通過phonopy擴胞 生成N個位移后的POSCAR(N的數量取決于結構的對稱性,對稱性越好N的個數越少也就是計算量越小)然后計算每個displacement的POSCAR的自洽,得到二階力常數,同時也得到了聲子譜,聲子態密度和等容熱容等熱力學性質
(3). 通過準簡諧近似的方法,考慮聲子隨體積的變化,計算出材料的非簡偕熱力學性質 比如等壓熱容和熱膨脹系數等
(4). 利用thirdorder擴胞生成N個位移后的POSCAR 然后每個都進行自洽得到三階力常數(如有考慮四階力常數的必要可用fourorder擴胞得到四階力常數)
(5).
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對于不同邊緣形狀的石墨烯而言,之字形邊緣的石墨烯比扶手椅狀的石墨烯熱導率高,這是由于在單位長度下扶椅式邊緣的原子數比之字形邊緣原子數量更多,所以聲子散射的程度更高。
(4)晶粒尺寸:固體的熱導率隨晶粒尺寸增加而增加,而當聲子在室溫下平均自由程大于三聲子過程確定的平均自由程,則聲子在室溫下對于石墨材料的平均微晶尺寸或晶粒尺寸將會變得不敏感,導致材料的熱導率發生變化。
單Qubit的幺正變換可以通過尋址激光束與單個離子的共振相互作用來完成,2個Qubit的受控幺正變換需要利用失諧的激光束先后照射兩個需要相互作用的離子,借助與整體離子串的聲子相互作用來完成。
從傳統的二維層狀電池延伸,提出了四種不同的三維架構設計[圖2(a)-(d)]:互不相干的板狀結構、互不相干的桿狀結構、內填充的桿狀骨架以及內填充的周期性和互連的結構。前三種架構的設計已經在實驗室規模上得到了證明。由于無機固體電解質的保形涂層和對面電極漿液的密集填充的挑戰,大多數最先進的棒狀電極三維電池被限制在單一支柱電極的制造上。
聲子相干的熱學性質在計算材料領域有著非常重要的地位,我們可以通過第一性原理計算得到任一種晶體的熱力學性質,但是很多小伙伴尤其是初學者還比較陌生,本文介紹基于DFT計算與聲子相關的性質,是用VASP+phonopy+shengbte計算一種材料的聲子譜,聲子態密度,熱力學性質(包括準簡諧近似下的亥姆霍子自由能,等壓熱容Cp,熱膨脹系數,格林愛森參數,和考慮高階聲子的聲子散射,群速度,聲子自由程,熱導率等等
利用光子相干光譜方法可以測量1nm-3000nm范圍的粒度分布,特別適合超細納米材料
的粒度分析研究。測量體積分布,準確性高,測量速度快,動態范圍寬,可以研究分散體系的穩定性。
其缺點是不適用于粒度分布寬的樣品測定。
例如功能性薄膜材料的實驗中,當基底材料聲子共振現象發生時,中紅外光場將引起材料交界面扭曲并極短的時間內改變薄膜材料的電學特性。例如關于LaAlO3/ NdNiO3異質結構的實驗研究結果表明:LaAlO3作為基底材料,大振幅的Al-O拉伸引起NdNiO3薄膜中的超快絕緣體 - 金屬轉化。
激發使得沿[001]方向引入了相干力,這可能歸因于Peierls扭曲固體的特殊勢能面。該作用力驅動Ge和Te原子以A1g光學聲子模式運動且兩者運動相位(方向)相反。隨著這種振蕩模式的衰減,GeTe發生了菱方到立方相的轉變,該過程不涉及原子擴散、缺陷形成、以及立方相的成核-生長,因此在1皮秒左右便實現相變。該發現的關鍵在于激發引起的定向(恢復)力,其在[001]方向上激活菱方相A1g聲子模式。