物理学。Rev.B 101，064306（2020）-负热膨胀材料${mathrm{ScF}}_{3}$和${mathrm{CaZrF}}

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负热膨胀材料的非谐性和剪切模式 ${科学基金会}_{三}$ 和 ${CaZrF公司}_{6}$

T.A.Bird、J.Woodland-Scott、L.Hu、M.T.Wharmby、J.Chen、A.L.Goodwin和M.S.Senn

物理学。版本B101，064306–2020年2月21日出版

摘要

我们使用对称运动的方法来分析x射线对分布函数，以研究二者的负热膨胀机制 ${ReO公司}_{三}$ -类似化合物： ${标准立方英尺}_{三}$ 和 ${CaZrF公司}_{6}$ 。平均结构和局部结构都表明，这是 $M（M）$ -F类- $M（M）$ 联动装置 $(M（M）$ =Ca，Zr，Sc），这是由于动态刚性和半刚性“剪切”模式促进了观察到的负热膨胀（NTE）行为。对于 ${CaZrF公司}_{6}$ 比 ${科学基金会}_{三}$ ，这与文献中针对前者报道的较大热膨胀量非常吻合。我们表明，这种灵活性在 ${CaZrF公司}_{6}$ 由于岩盐排序混合了这两种剪切模式的特征。此外，我们在 ${科学基金会}_{三}$ 负责结构柔性的模态和刚性单元模态之间的非谐耦合导致了这种材料异常高的NTE行为。