Mg2Ca和MgZn2Laves相中點(diǎn)缺陷的第一性原理研究.pdf

1、點(diǎn)缺陷是最重要的晶體缺陷之一，它是晶體晶格上的一種局部錯(cuò)亂，其影響范圍只是附近幾個(gè)原子。然而對(duì)于點(diǎn)缺陷的實(shí)驗(yàn)研究是困難甚至是無(wú)法完成的，基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算已經(jīng)成功的模擬研究了實(shí)驗(yàn)無(wú)法完成的工作。本論文利用基于密度泛函理論(DFT)的第一性原理深入研究和探討了鎂合金Laves相中的點(diǎn)缺陷，其主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1、運(yùn)用第一性原理平面波贗勢(shì)方法對(duì)C14結(jié)構(gòu)的Mg2Ca Laves相的本征點(diǎn)缺陷進(jìn)行了理論研究。缺陷形成

2、能的計(jì)算表明反位缺陷相對(duì)于空位缺陷更容易形成。在富Mg甚至是溫和的富Ca條件下，Mg反位是最容易形成的;然而在極端富Ca的情況下，在Mg2晶格上的Ca反位缺陷才是主要缺陷類型。研究結(jié)果能夠合理地解釋Mg2Ca合金不對(duì)稱的非化學(xué)計(jì)量比特征。通過(guò)巨正則統(tǒng)計(jì)模型也計(jì)算了有效的點(diǎn)缺陷濃度，得到的結(jié)果表明了缺陷濃度對(duì)數(shù)和T1之間呈現(xiàn)出線性關(guān)系。幾何因素的研究表明了原子尺寸具有顯著的影響，電子結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)一步揭示了點(diǎn)缺陷形成的內(nèi)在機(jī)制。
　　

3、2、運(yùn)用密度泛函理論研究了MgZn2合金化合物的點(diǎn)缺陷結(jié)構(gòu)。計(jì)算的缺陷形成能在很大程度上取決于Mg和Zn原子的化學(xué)勢(shì)，結(jié)果表明在極端富Mg情況下，在Zn2晶格上的Mg反位是主要的，而Zn2空位缺陷一般存在于溫和的富Mg條件下。對(duì)于富Zn條件的缺陷，Zn反位占主導(dǎo)地位。晶格振動(dòng)的研究表明并入振動(dòng)貢獻(xiàn)將產(chǎn)生明顯的溫度效應(yīng)。我們的結(jié)果表明缺陷結(jié)構(gòu)依賴于環(huán)境因素，并合理解釋了不同的實(shí)驗(yàn)觀察。在化學(xué)計(jì)量比附近，缺陷濃度發(fā)生了急劇的變化。點(diǎn)缺陷周圍