中熵合金（MEAs）和高熵合金（HEAs）是由三种或更多元素的等比例或相对较大比例的混合物组成的合金，与传统的金属合金明显不同，传统的金属合金含有一种或两种主要成分，其他元素的含量较少。最近MEAs和HEAs受到了广泛的研究关注，因为它们被发现拥有卓越的机械性能、不寻常的热和电子传输特性，并且耐腐蚀；然而，对这些合金的原子结构的基本了解在很大程度上仍然缺乏。
来自美国加州大学圣巴巴拉分校和亚利桑那州立大学的学者为无序中熵合金(MEAs)建立了一个多均匀(MH)模型，其中所有原子种类的归一化无限波长成分波动被完全抑制，即一个具有隐藏长程秩序的模型。以SiGeSn合金为代表，本研究表明这种新型的高效通用计算模型与普遍的（准）随机结构的合金模型相比，能产生稳定的低能态，并能捕捉到实验观察到的（准）随机合金模型中所缺少的多边形原子短程秩序。MH模型近似地实现了Vegard定律，对晶格常数和电子带隙进行了混合规则式的预测，因此可以被认为是一种理想的混合状态。与（准）随机结构相比，多重均匀性还直接产生了增强的电子带隙和低温下优越的热传输特性，这在光电子和热电领域开辟了新的潜在应用。本研究的MH模型可以很容易地应用和推广到其他具有原子短程秩序的中熵和高熵合金（HEA），并可能解释以前观察到的理论和实验之间的一些主要差异。相关文章以“Multihyperuniform long-range order in medium-entropy alloys”标题发表在Acta Materialia。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.actamat.2023.118678
综上所述，本研究为MEA和HEA系统提出了一个新的多均匀模型，并通过SiGeSn MEA固体溶液进行了证明。尽管多均匀溶液模型只在低温下是可转移的，但与普遍的合金（准）随机模型相比，它导致了较低的能量和较小的晶格畸变。它还产生了在某些MEA和HEA中实验观察到的（准）随机模型无法捕捉到的短程秩序，并改善了电子带隙和低温热传输特性。这些结果表明，本研究的MH模型可以解释理论和实验之间的一些主要差异。（文：SSC）
*感谢论文作者团队对本文的大力支持。
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