Limits of the phonon quasi-particle picture at the cubic-to-tetragonal phase transition in halide perovskites
Artikel i vetenskaplig tidskrift, 2023

The soft modes associated with continuous-order phase transitions are associated with strong anharmonicity. This leads to the overdamped limit where the phonon quasi-particle picture can break down. However, this limit is commonly restricted to a narrow temperature range, making it difficult to observe its signature feature, namely the breakdown of the inverse relationship between the relaxation time and damping. Here we present a physically intuitive picture based on the relaxation times of the mode coordinate and its conjugate momentum, which at the instability approach infinity and the inverse damping factor, respectively. We demonstrate this behavior for the cubic-to-tetragonal phase transition of the inorganic halide perovskite CsPbBr3 via molecular dynamics simulations, and show that the overdamped region extends almost 200 K above the transition temperature. Further, we investigate how the dynamics of these soft phonon modes change when crossing the phase transition.

Författare

Erik Fransson

Chalmers, Fysik, Kondenserad materie- och materialteori

Petter Rosander

Chalmers, Fysik, Kondenserad materie- och materialteori

Fredrik Eriksson

Chalmers, Fysik, Kondenserad materie- och materialteori

Magnus Rahm

Chalmers, Fysik, Kondenserad materie- och materialteori

Terumasa Tadano

National Institute for Materials Science (NIMS)

Paul Erhart

Chalmers, Fysik, Kondenserad materie- och materialteori

Communications Physics

23993650 (eISSN)

Vol. 6 1 173

Karbider som vätefällor i stål

Vetenskapsrådet (VR) (2021-05072), 2021-12-01 -- 2025-11-30.

Fasbeteende och elektroniska egenskaper hos halogenid-perovskiter från simulering på atomskala

Vetenskapsrådet (VR) (2020-04935), 2020-12-01 -- 2024-11-30.

Analys och modelleringstjänst för tekniska material studerad med neutroner

Vetenskapsrådet (VR) (2018-06482), 2018-11-01 -- 2020-12-31.

Proton- och hydridjon-ledning i perovskiter

Energimyndigheten (45410-1), 2018-01-01 -- 2021-12-31.

Styrkeområden

Nanovetenskap och nanoteknik

Infrastruktur

C3SE (Chalmers Centre for Computational Science and Engineering)

Ämneskategorier

Den kondenserade materiens fysik

DOI

10.1038/s42005-023-01297-8

Mer information

Senast uppdaterat

2023-12-12