金硅合金晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的理論研究.pdf

1、本文根據(jù)研究現(xiàn)狀與計(jì)算條件選取了12個(gè)特殊組分的金硅合金：12.5％，25.0%，33.3%，37.5%，50.0%，57.1%，60.0%，62.5%，66.7%，75.0%，80.0%和87.5%對(duì)金硅體系進(jìn)行了全面深入的研究?；诋?dāng)代計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算能力，采用GA與第一性原理相結(jié)合的方法對(duì)這12個(gè)組分進(jìn)行了系統(tǒng)性的全局結(jié)構(gòu)搜索。鑒于金硅體系的復(fù)雜性，為了保證搜索的全面采取了無(wú)差異對(duì)待的思想，在結(jié)構(gòu)搜索過(guò)程中對(duì)布拉維格子類型、原子位

2、置、晶胞的維度與尺寸都沒(méi)有任何限定，晶胞內(nèi)的初始原子位置都是隨機(jī)生成的，化學(xué)計(jì)量比是唯一的已知信息。歷經(jīng)10萬(wàn)余結(jié)構(gòu)的搜索得到了每個(gè)體系的低能量結(jié)構(gòu)，繪制出了金硅體系完整的結(jié)合能曲線，然后對(duì)結(jié)合能曲線進(jìn)行了全面系統(tǒng)的分析，并得出3條重要結(jié)論：
　　1.大部分的金硅化合物都很難穩(wěn)定存在；
　　2.金含量為50%時(shí)可形成最穩(wěn)定的金硅化合物；
　　3.富金的比富硅的金硅化合物更易于存在。
　　基于計(jì)算結(jié)果和以上3條重要

3、結(jié)論篩選出了搜索結(jié)果中符合結(jié)合能為負(fù)值且處于結(jié)合能曲線極小值點(diǎn)的3個(gè)有可能穩(wěn)定存在的體系：50.0%，66.7%和80.0%，對(duì)其低能量結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了詳細(xì)分析并通過(guò)計(jì)算結(jié)合能，聲子帶結(jié)構(gòu)和彈性常數(shù)來(lái)驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，結(jié)果顯示＃63 CMCM Au8Si8，＃20 C2221 Au16Si8和＃121 I-42M Au8Si23個(gè)結(jié)構(gòu)均滿足熱力學(xué)穩(wěn)定性、動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性和力學(xué)穩(wěn)定性，因此50.0%，66.7%和80.0%3個(gè)體系的低能量