第一性原理计算M2C （M=V, Nb, Ta）的结构、弹性和热力学性质（英文）

作     者：罗燕 刘科 雷金桥 陈鸿杰 周晓林 LUO Yan;LIU Ke;LEI Jin-Qiao;CHEN Hong-Jie;ZHOU Xiao-Lin

作者机构：四川师范大学物理与电子工程学院成都610101 川北医学院基础医学院物理教研室四川南充637000 电子科技大学微电子与固态电子学院成都610054 

出 版 物：《原子与分子物理学报》 (Journal of Atomic and Molecular Physics)

年 卷 期：2019年第36卷第6期

页      面：1010-1018页

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 

基　　金：中国博士后科学基金(2016M602666) 

主　　题：M2C(M=V,Nb,Ta) 电子结构 弹性性质 热力学性质 第一性原理 

摘      要：通过密度泛函理论的第一原理计算,研究了M 2 C(M=V,Nb,Ta)(空间群:pbcn,No:60)在高压下的电子结构、弹性和热力学性质.该理论是建立在平面波的基础上,该平面波将在CASTEP代码中实现.首先,本文计算的晶格常数与已有的实验结果和理论数据吻合较好.其次,计算了过渡金属碳化物的分波态态密度和总态密度,结果表明这三种过渡金属碳化物均为金属,金属丰度由高到低的顺序为:V 2 CNb 2 CTa 2 C.第三,研究了高压下的弹性常数C ij、集料弹性模量(B、G、E)和泊松比.其中计算得到Ta 2 C的体积模量最高(257 GPa).根据弹性稳定性判据,预测这三种化合物在100 GPa以内均具有力学稳定性.计算的B/G比值表明,这三种化合物在100 GPa范围内具有延展性.最后,利用准谐德拜模型研究了这三种化合物的热力学性质.