穷举固固相变中的晶体结构匹配方式

报告题目：穷举固固相变中的晶体结构匹配方式

报告人：李新征 教授

             北京大学物理学院

报告时间：2024年4月22日 9:30-10:30

报告地点：江湾校区一号交叉楼A5005

摘要：

固固结构相变普遍存在于自然界和工业界，其势垒决定了亚稳物质（如金刚石）的寿命，在固体物理、材料科学、地球科学等研究中均具备重要意义。微观上，固固相变的物理图像比人们熟知的有序-无序相变更复杂，许多晶体学现象也有待解释。晶体结构匹配 (crystal-structure match, CSM) 即两相中无穷多个原子之间的一一对应方式，是对固固相变机制的最简要描述，也是联系成核与协同 (concerted) 机制的桥梁[1-3]。与化学反应、表面反应相比，固固相变额外涉及晶格形变自由度，且原子对应方式很不确定。如何考虑所有可能的CSM，从而不错过全局的最小能量路径，是近十年固固相变数值模拟的研究重点[1]。最近，我们用整数矩阵的Hermite标准形构造了一种新的晶格形变描述符，消除了传统初/末超胞描述的冗余性，使得CSM的穷举成为可能。以铁的马氏体转变 (fcc-bcc) 为例，我们穷举了54178个CSM，并从中发现了1930年来首个能解释实验上最常见的Kurdjumov-Sachs和Nishiyama-Wassermann位向关系的无旋转相变机制 [4]。这种穷举策略的耗时极低，能为各种固固相变提供候选机制概览，亦可改善现有相变路径计算方法的完备性。

参考文献：

[1] C. Shang, X. J. Zhang, and Z. P. Liu, Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 17845 (2014)

[2] M. Badin and R. Martonak, Phys. Rev. Lett. 127, 105701 (2021)

[3] Y. F. Li and Z. P. Liu, Phys. Rev. Lett. 128, 226102 (2022)

[4] F. C. Wang, Q. J. Ye, Y. C. Zhu, and X. Z. Li, Phys. Rev. Lett. 132, 086101 (2024)

简介：

李新征，北京大学物理学院教授。2000年、2003年、2008年分别在武汉大学物理系、中科院半导体所、德国马普学会Fritz-Haber研究所获学士、硕士、博士学位，2008-2011年在伦敦大学学院从事博后研究，2012年入职北京大学物理学院，2017年完成tenure评估。主要研究方向是凝聚态物理中一些计算方法的发展与应用研究，尤其是与原子核的量子效应相关的计算方法的发展与应用研究。