高压下Fe从bcc到hcp结构相变机理的第一性原理计算

作     者：卢志鹏 祝文军 卢铁城 

作者机构：四川大学物理科学与技术学院成都610064 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室绵阳621900 武警警官学院数学与物理学系成都610213 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2013年第62卷第5期

页      面：315-322页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:11102194) 冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室基金(批准号:9140C670201110C6704)资助的课题~~ 

主　　题：相变机理 静水压力 第一性原理 铁 

摘      要：采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,分别研究了压力作用下Fe从体心立方(bcc,α相)结构到六角密排(hcp,ε相)结构相变的两种不同的相变机理:相变过程中出现亚稳定的面心立方(fcc)结构(bcc-fcc-hcp),以及相变过程中没有出现亚稳定的fcc结构(bcc-hcp).计算结果表明:静水压力条件下,相变过程中并不会产生亚稳定的fcc结构,这与最近的原位XRD实验测量结果相一致.随着压力的增加,fcc-hcp的相变势垒逐渐增加,压力趋向于阻止Fe从fcc结构到hcp结构的相变.计算得到了相变过程中原子磁性和结构的详细信息,分析表明相变过程中涉及复杂的磁性转变,并且讨论了原子磁性对结构转变影响的物理机理.此外,对分子动力学模拟中产生亚稳定的fcc结构的原因也进行了讨论.