〈111〉方向单轴应变下金刚石和硅的广义层错能

作     者：黄丽丽 彭丽 陈实 张红平 李牧 HUANG Lili;PENG Li;CHEN Shi;ZHANG Hongping;LI Mu

作者机构：深圳技术大学工程物理学院超强激光应用技术研究中心深圳市超强激光与先进材料重点实验室广东深圳518118 深圳技术大学大数据与互联网学院广东深圳518118 

出 版 物：《高压物理学报》 (Chinese Journal of High Pressure Physics)

年 卷 期：2024年第38卷第3期

页      面：70-79页

核心收录：

学科分类：07[理学] 08[工学] 070205[理学-凝聚态物理] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 080102[工学-固体力学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(12204317 11974321 11972330)。 

主　　题：广义层错能 第一性原理计算 冲击加载 位错 

摘      要：晶体中原子层面剪切所带来的能量称为广义层错能,它是描述晶体中纳米尺度塑性变形的关键参数,如位错分解、成核和孪晶。在冲击加载过程中,弹塑性转变发生在一维弹性应变之后,因此,单轴应变下的广义层错能对于理解塑性流动的发生具有重要意义。应用基于密度泛函理论的第一性原理,计算了在[111]方向单轴应变下硅和金刚石的glide(111)面的广义层错能面。基于广义层错能面的平移对称性,通过傅里叶级数展开,拟合得到了广义层错能面的表达式,并给出了[110](111)和[112](111)方向的广义层错能曲线。结果表明,随着应变的增加,本征层错能和不稳定层错能出现明显的变化,且不稳定层错能与本征层错能之比减小,说明在方向的单轴应变下晶体中的位错不容易发生分解。该结果解释了在四代光源上开展的位错演化动态实验结果,即沿方向加载的层错信号出现的速度和强度均远不如沿方向和方向加载的结果。