Spatial Modulation and Thermal-Induced Spin Phase Transition on the Negative Thermal Expansion of ScF3 with Metal Dopants

负热膨胀 凝聚态物理 掺杂剂 声子 离子半径 材料科学 热膨胀 杂质 化学 化学物理 兴奋剂 离子 物理 有机化学 冶金
作者
Chunyan Wang,Huanli Yuan,Dahu Chang,Liying Zhang,Qilong Gao,Xiaowei Huang,Yu Jia,Xianran Xing
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:34 (24): 11039-11046 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.2c03063
摘要

Negative thermal expansion (NTE) is an intriguing physical property of solids, which is often related to the lattice, phonons, charges, and spin. However, most of the studies are mainly focused on the phonons, and the spin-related mechanism in open framework compounds remains unclear owing to the lack of more experimental pieces of evidence. Here, based on the first-principles calculations combined with the quasi-harmonic approximation, we carried out studies of the NTE properties of ScF3 with metal dopants to reveal the roles in NTE of both the spatial effects and spin states. For most of the dopants, the NTE coefficient decreases with the decrease of ionic radius, obeying a linear scaling relationship. Interestingly, for magnetic impurities with a spin phase transition from a high spin state to a low spin state, we show that they will exhibit a Jahn–Teller distortion behavior and enhance the longitudinal vibration mode. In turn, the longitudinal vibration mode has a large positive Grüneisen parameter, which can offset the NTE obviously. This work not only proposes a new insight into the NTE mechanism about impurities in ScF3 but also provides an approach to tailor the NTE properties for fluorides with magnetic impurities as well as oxides.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
jiejie完成签到,获得积分10
1秒前
秦风发布了新的文献求助10
1秒前
飞鸟吃鱼完成签到 ,获得积分10
1秒前
pluto应助leo采纳,获得10
1秒前
大方师发布了新的文献求助10
2秒前
小狗呼噜噜完成签到 ,获得积分10
3秒前
深情安青应助HJQ采纳,获得10
3秒前
fzdzc完成签到 ,获得积分10
3秒前
萌only发布了新的文献求助10
4秒前
莫愁发布了新的文献求助10
4秒前
枝头树上的布谷鸟完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
XZZH完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
打打应助yanny采纳,获得10
6秒前
長乐完成签到 ,获得积分10
6秒前
欢呼凝冬完成签到 ,获得积分10
6秒前
CipherSage应助zzzzzz采纳,获得10
7秒前
7秒前
JamesPei应助刘宇采纳,获得10
7秒前
团结友爱发布了新的文献求助20
8秒前
七小七发布了新的文献求助10
8秒前
心灵完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
qinjiehm完成签到,获得积分10
9秒前
wqq关闭了wqq文献求助
9秒前
10秒前
研友_VZG7GZ应助大力盼波采纳,获得10
10秒前
10秒前
小鸭翅膀发布了新的文献求助10
10秒前
陈M雯发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
乐观依云完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
ZS完成签到,获得积分10
12秒前
Jasper应助虚心焦采纳,获得10
12秒前
12秒前
111完成签到,获得积分20
13秒前
傅全有完成签到,获得积分10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
The Complete Pro-Guide to the All-New Affinity Studio: The A-to-Z Master Manual: Master Vector, Pixel, & Layout Design: Advanced Techniques for Photo, Designer, and Publisher in the Unified Suite 1000
按地区划分的1,091个公共养老金档案列表 801
The International Law of the Sea (fourth edition) 800
Machine Learning for Polymer Informatics 500
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5410122
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4527656
关于积分的说明 14112011
捐赠科研通 4442051
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2437805
邀请新用户注册赠送积分活动 1429747
关于科研通互助平台的介绍 1407769