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Mn＋1AXn Phonon Density of States： Ti3AlC2 and Ti3SiC2 Simulation and Experimentation Results

Journal of Chemistry and Chemical Engineering 2015年第4期9卷 253-261页

作者： Veronica Gray Gordon J Kearley oliver kirstein Ramzi Kutteh Erich H Kisi Daniel P. Riley Frans Trouw School of Engineering University of Newcastle Callaghan NSW 2308 Australia Bragg Institute Australian Nuclear Science & Technology Organisation Lucas Heights NEW 2234 Australia European Spallation Source ESS AB Lund 22100 Sweden School of Physics University of Sydney Sydney NEW2006 Australia Institute of Materials Engineering Australian Nuclear Science & Technology Organisation Lucas Heights NEW2234 Australia Lujan Centre Los Alamos Neutron Science Center Los Alamos National Laboratory Los Alamos NM 87545 USA

For the first time detailed measurements of the DOS （density of states） for Ti3AIC2 and Ti3SiC2 are presented at temperatures between T = 10 and 100 K. For Ti3AIC2 a DFT （density functional theory） simulation of lattice dynamics is compared to experimental data demonstrating a noticeable difference between the spectra especially below 40 meV. In the case of Ti3SiC2 the DFT model is augmented with MD （molecular dynamics） simulations resulting in the measured and simulated spectra resembling one another more closely but still having significant differences below 40 meV. Within the experimental spectra, there are features up to and including 20 meV which are unaccounted for by the simulation. Tracing individual atoms generated by the computer models suggests anharmonic motion of Si within the Ti3SiC2. The results presented could explain differences between calculated elastic moduli using DFT harmonic lattice dynamics simulations and results from recent experiments.

关键词： Anharmonic anisotropic lattice dynamics Mn+1AXn phase ceramics ab initio molecular dynamics.

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