Diffusion, coalescence, and reconstruction of vacancy defects in graphene layers are investigated by tight-binding molecular dynamics (TBMD) simulations and by first principles total energy calculations. It is observed in the TBMD simulations that two single vacancies coalesce into a 5-8-5 double vacancy at the temperature of 3000 K, and it is further reconstructed into a new defect structure, the 555-777 defect, by the Stone-Wales type transformation at higher temperatures. First principles calculations confirm that the 555-777 defect is energetically much more stable than two separated single vacancies, and the energy of the 555-777 defect is also slightly lower than that of the 5-8-5 double vacancy. In TBMD simulation, it is also found that the four single vacancies reconstruct into two collective 555-777 defects which is the unit for the hexagonal haeckelite structure proposed by Terrones et al. [Phys. Rev. Lett. 84, 1716 (2000)].

We have performed simulations of coexisting liquid and solid phases of aluminum as an efficient way of mapping out the coexistence line. This technique is convenient, as it does not require complicated free-energy calculations for the different phases, but simply allows the system to equilibrate to a co-existence point. By altering the simulation volume and/or energy, a new coexistence point is found. The calculated method temperature is lower than previous results for the identical model; we suspect that this difference is due to the difficulty of calculating the free energy of the liquid phase, leading to inaccuracies in the previous work. A thorough examination of several different system sizes, from 1024 to 65 536 particles, indicates that the results are only weakly dependent upon the system size.

A mixed-basis method is developed for the calculation of the electronic structure of solids. The method is shown to be capable of treating crystals with large complex unit cells. A combined set of plane waves and Bloch sums of localized functions is employed as basis functions, thus leading to a very efficient representation of systems which contain both highly localized (atomiclike) and delocalized (plane-wave-like) electrons. The crystalline potential is determined in a fully self-consistent manner with no approximations made to its shape. The present method has the flexibility of being easily applicable to the study of many different systems (e.g., surface calculations with supercells). Specific application is made to bulk Nb and Pd to demonstrate the efficiency and accuracy of the method. Very good agreement with experimental results and with band structures calculated using other methods is obtained. It is found that, with a mixed basis, only a relatively small set of functions is needed to obtain convergent wave functions for the electrons.

Advanced materials characterization techniques with ever-growing data acquisition speed and storage capabilities represent a challenge in modern materials science and new procedures to quickly assess and analyze the data are needed. Machine learning approaches are effective in reducing the complexity of data and rapidly homing in on the underlying trend in multi-dimensional data. Here, we show that by employing an algorithm called the mean shift theory to a large amount of diffraction data in high-throughput experimentation, one can streamline the process of delineating the structural evolution across compositional variations mapped on combinatorial libraries with minimal computational cost. Data collected at a synchrotron beamline are analyzed on the fly and by integrating experimental data with the inorganic crystal structure database (ICSD), we can substantially enhance the accuracy in classifying the structural phases across ternary phase spaces. We have used this approach to identify a novel magnetic phase with enhanced magnetic anisotropy which is a candidate for rare-earth free permanent magnet.

This paper endeavors to expand the exploration of prospective superconductivity within the P6/mmm−MgB2 structural framework by substituting Mg atoms with a random selection of two distinct cations from a pool of 24 candidates. Employing a high-throughput screening methodology to scrutinize zone-center electron-phonon couplings, we found an inverse relationship between thermodynamic stability and electron-phonon coupling strength in the resulting ternary metal borides. Notably, within the MgNiB4 system, we demonstrated that electron-phonon superconductivity is stronger in less dynamically stable configurations. The qualitative reasons for the emerging instabilities when electron-phonon coupling becomes strong are discussed. This insight indicates that the quest for superior superconducting materials should concentrate on the intricate balance between electronic and phononic characteristics in structures that are on the brink of instability. locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon Physics Subject Headings (PhySH)Electronic structureAlloysHigh-temperature superconductorsFirst-principles calculations

Abstract Associations between migraine and retinal vascular occlusion have been reported, but there is no large-scale and comprehensive study. Therefore, we aimed to determine risks of retinal vascular occlusion in patients with migraine. Using the Taiwan National Health Insurance Research Database from 2009 to 2020, we enrolled 628,760 patients with migraine and 628,760 matched individuals without migraine. Study outcomes were diagnoses of retinal vascular occlusion, including retinal artery occlusion (RAO) and retinal vein occlusion (RVO). Adjusted hazard ratio (aHR) of retinal vascular occlusion related to migraine was estimated. The cumulative incidences of subsequent retinal vascular occlusion, RAO, and RVO were significantly higher in migraine patients compared with controls (0.31% vs. 0.21%; 0.09% vs. 0.05%; 0.22% vs. 0.17%; all p < 0.001). The hazards of retinal vascular occlusion, RAO, and RVO were significantly greater in the migraine group (aHR, 1.69 [95% CI, 1.57, 1.83], 2.13 [95% CI, 1.84, 2.48] and 1.53 [95% CI, 1.40, 1.68], respectively). Risks of retinal vascular occlusion were significantly higher in migraine both with aura (MA) and without aura (MO) (aHR, 1.77 [95% CI, 1.58, 1.98], and 1.92 [95% CI, 1.64, 2.25]). Among patients with migraine, nonsteroidal anti-inflammatory drugs, propranolol, and flunarizine significantly reduce their risks of retinal vascular occlusion (aHR, 0.19 [95% CI, 0.16, 0.22], 0.73 [95% CI, 0.62, 0.86], 0.84 [95% CI, 0.76, 0.93]). Migraine, MA and MO are independently associated with higher risks of retinal vascular occlusion, RAO, and RVO.