1、頂刊快訊第一性原理：從化學上用雜質散射中的頂刊快訊電子摻雜取代鐵碳化合物
Charge doping versus impurity scattering in chemically substituted iron pnictides（Phys. Rev. B, 2016, DOI: 10.1103/Phys Rev B.94.094512）
圖1?有限稀釋溶液單一雜質T矩陣中帶內和帶間濃度歸一化的散射率變化圖
德國卡爾斯魯厄理工學院的Alexander Herbig（第一作者）等人在費米能級選擇帶上對第一性原理進行了系統的研究，同時揭示置換改良122鐵碳化合物中電子摻雜與缺陷散射關系的頂刊快訊重要性。通過比較不同置換物，頂刊快訊得出材料沿著過渡金屬族元素發生雙斷裂。頂刊快訊
文：大白
2、頂刊快訊加速分子動力學：晶界位錯形核的頂刊快訊機制轉變和對溫度強依賴性研究
Mechanism transition and strong temperature dependence of dislocation nucleation from grain boundaries: An accelerated molecular dynamics study（Phys. Rev. B, 2016, DOI: 10.1103/Phys Rev B.94.104110）
圖2?單原子輔助重組和共同形核位錯形核機制下活化自由能的變化情況。
中國科學院力學研究所王云江和日本京都大學?Shigenobu Ogata（共同通訊作者）等人利用加速分子動力學研究了Cu晶界位錯形核的頂刊快訊機制轉變和對溫度的強依賴。研究表明，頂刊快訊溫度對活化自由能和活化體積有很大影響，頂刊快訊應變率隨臨界形核應力的頂刊快訊變化而變化。當應變速率從10^(-4)s-1增加到 10^(-10)s-1時，頂刊快訊位錯形核機制從原子的頂刊快訊輔助重組轉變為共同形核。
文：大白
3、頂刊快訊 蒙特卡羅模擬：準一維碳納米管內的頂刊快訊p-H2的超流體行為研究
Superfluid behavior of quasi-one-dimensional p-H2 inside a carbon nanotube （Phys. Rev. B , 2016, ?DOI: 10.1103/PhysRevB.94.100502）
圖3CNT中p-H2的徑向密度分布曲線
近日，意大利比薩高等師范學校的Maurizio Rossi（第一作者）等人報道了他們在準一維碳納米管內的p-H2的超流體行為研究的最新進展。他們利用從頭算理論，對碳納米管（CNT）中的仲氫原子（p-H2）進行T = 0 K條件下的蒙特卡羅模擬。徑向密度分布顯示生長于CNT固態同心圓柱殼中的p-H2存在一種能夠增加分子數量的強烈的分層現象，并最終形成中柱。值得注意的是，對于CNT在（10,10）處的中心立柱，他們發現了從具有超流性和穩定性的Luttinger液體到微無序外部勢能的較寬線密度，這便符合了預期中的內部孔。而被發現的這種超流體行為又可以通過在CNT束中進行實驗揭示。總而言之，他們的研究結果表明，CNT中的p-H2可以穩定存在的，同時，解決了仲氫分子難以捕獲的問題。
文：Carbon
4、 密度泛函：第一性原理對CeO2中缺陷和裂變的氣態原子中電荷狀態的DFT+U研究
First-principles DFT+U investigation of charged states of defects and fission gas atoms in CeO2 （Phys. Rev. B, 2016, ?DOI: 10.1103/PhysRevB.94.115132）
圖4Ce-O系統不同的階段中ΔμCe 作為ΔμO函數變化，其中，是紅色CeO2，深藍色是Ce2O3
近日，法國原子能與可替代能源委員會Cadarache中心的Lei Shi（通訊作者）團隊報道，他們從第一性原理出發對CeO2中缺陷和裂變的氣態Xe和Kr原子中電荷狀態的DFT+U研究，并與報道的UO2中的氣態Xe和Kr的相應情況進行了對比。他們的計算結果證明在相同電荷態的化學計量和非化學計量的條件下CeO2中具有和UO2中同樣的點缺陷信息。其中，空位的電荷態對CeO2裂變氣體原子的結合具有重要作用。他們進一步地研究發現，兩O空位的肖特基缺陷在(100)方向的結合，存在能量上進一步追蹤CeO2和UO2中的Xe和Kr原子的能力。
文：Carbon
5、第一性原理計算：電荷載流子摻雜對1T-TaS2中電荷密度波的調控機制
Manipulating charge density waves in 1T-TaS2 by charge-carrier doping: A first-principles investigation?（Phys. Rev. B, 2016, DOI:10.1103/PhysRevB.94.125126）
圖5采用低對稱性的公度電荷密度波結構研究TaS2塊體材料里的電荷摻雜效應
過渡金屬二硫化物1T-TaS2具有豐富的電荷密度波序，實驗研究表明通過光和電場可調控該材料中的公度電荷密度波的基態性質，這些調控手段被認為是由電荷摻雜所決定的。中科院固體物理所的魯文建（通訊作者）和孫玉平（通訊作者）等人通過第一性原理計算模擬了電荷摻雜對1T-TaS2中公度電荷密度波的影響。他們研究了電荷摻雜對1T-TaS2電子結構和聲子不穩定性的影響，分析了電荷摻雜所引起的體系能量變化和公度電荷密度波結構畸變。他們的結果表明，對1T-TaS2塊體材料和原子單層而言，其公度電荷密度波在電子摻雜下是穩定的，但是在空穴摻雜下會被抑制。光或電場誘導的空穴摻雜會使得公度電荷密度波的能量增加，導致體系發生相變。另外，空穴摻雜可使得TaS2具有潛在的超導性（Tc溫度為6-7 K）。他們的研究表明1T- TaS2不同態（比如公度電荷密度波/Mott絕緣態、金屬態、甚至超導態）之間的轉變都是可控的，該材料在電子器件中將有非常廣泛的應用前景。
文: nanogold
6、第一性原理計算研究：ScIrP化合物的電子結構和以聲子為媒介形成的超導性
Electronic structure and phonon-mediated superconductivity in ScIrP compound: First-principles calculations?（Phys. Rev. B, 2016, DOI: 10.1103/PhysRevB.94.094513）
圖6(a)-(e) ScIrP在考慮了自旋軌道作用后的三維費米面，(f)六角晶格ScIrP的布里淵區。
美國休斯敦大學的物理系和德克薩斯超導中心Armindo S. Cuamba（第一作者）等人采用第一性原理的方法計算研究了ScIrP化合物的電子結構、晶格動力學和電-聲相互作用。他們計算得到該化合物的能帶是復雜的三維結構且在布里淵區中心一個空穴袋。自旋-軌道耦合作用的考慮可以消除ScIrP費米能級附近一些能帶的簡并度。自旋-軌道耦合作用對該材料的聲子性質也有很大的影響，它可降低某些聲子模式的能量和增加Eliashberg譜函數里主峰的強度，因此將增強電-聲耦合作用常數以及提高超導轉變溫度。根據計算得到該化合物聲子頻率的對數平均值(161.619 K)和電-聲耦合作用常數（0.596）以及設定庫侖贗勢常數為μ = 0.10，由McMillan公式預測該化合物的超導轉變溫度Tc為3.6 K，與實驗測量值3.4 K非常接近。這些結果表明，ScIrP的超導性起源于以聲子為媒介的電子-耦合作用，其電子配對對稱性為s波。
文: nanogold
7、密度泛函理論：Fe原子單層對Sb2Te3表面結構和電子性質的影響
Effects of a magnetic Fe monolayer on the structural and surface electronic properties of Sb2Te3?（Phys.Rev.B, 2016, DOI: 10.1103/PhysRevB.94.125421）
圖7?Fe三原子單層沉積于Sb2Te3表面的最穩定結構（即結構模式1）俯視和側視圖，以及能帶圖
德國亞琛工業大學理論固體研究所的Riccardo Mazzarello（通訊作者）研究組采用基于密度泛函理論的方法計算研究了Fe原子單層沉積于拓撲絕緣體Sb2Te3(111)表面的體系。他們主要考慮了Fe原子高覆蓋率的情況以及鐵磁構型。在結構弛豫之后，觀測到部分Fe原子會滲入襯底表面原子層，由于Fe原子與襯底最表面兩層中的Te和Sb原子層形成很強的化學鍵，導致Fe原子的磁矩減小。計算得到的磁各向異性能表明被沉積的Fe原子單層的磁易化軸是位于平面內的。干凈Sb2Te3(111)表面體系具有很強的六角翹曲效應。在Fe原子的覆蓋率非常高時，即Sb2Te3(111)的表面單胞內含3個Fe原子，該體系最穩定結構的表面態并不具有Dirac圓錐結構。他們的計算結果將有助于理解磁性雜質沉積于拓撲絕緣體表面相關的實驗測量結果。
文: nanogold
8、半導體結構：半導體內超快載流子弛豫和非熱相過程中的多重載流子誘導的結構變化
Carrier-Multiplication-Induced Structural Change during Ultrafast Carrier Relaxation and Nonthermal Phase Transition in Semiconductors（Phys. Rev. Lett., 2016, DOI: 10.1103/PhysRevLett.117.126402）
圖8Ge2Sb2Te5的態密度以及低能量激發和高能量激發后相應的幾何結構
美國紐約州立倫斯勒理工學院的科學家S. B. Zhang和美國密歇根大學的科學家F. Gao（共同通訊作者）合作利用激發態動力學研究了熱相的半導體合金（Ge2Sb2Te5）轉變為非熱相的結構轉變。研究結果發現在低能量激發（LEE）過程中晶格內的載流子散射起主導作用，而在高能量激發過程中多重載流子導致了半導體的非熱相轉變。
文: Slicon
9、鋰硫電池：由黑磷包裹多硫化物組裝的鋰硫電池改性隔膜
Entrapment of Polysulfides by a Black-Phosphorus-Modified Separator for Lithium–Sulfur Batteries（Adv. Mater.，2016，DOI: 10.1002/adma.201602172）
圖9Li-S電池的系統演示簡化圖以及相應的運行原理
美國斯坦福大學材料與能源科學科學家崔屹教授（通訊作者）等人研究了一種由黑磷覆蓋硫化物組成的新Li-S電池隔膜。研究結果發現這種黑磷覆蓋層可以大幅度的提高電池的容量和循環利用，暗示黑磷可以作為新的途徑來提高的Li-S的電池運行效率。
文：Slicon
本文由材料人編輯部計算組供稿，材料牛編輯整理。
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