貴金屬氮化物PtN與Laves相金屬間化合物NbMn-,2-的密度泛函研究.pdf

1、分類號U D C密級Y 8 [ 7 2 6 8學位論文貴金屬氮化物P t N 與L a v e s 相金屬間化合物N b M n ：的密度泛函研究作者姓名 罡塹撻指導教師姓名．．上堂復 數(shù)援塞! E 盍堂盜壘資漚皇巫境堡坦嬰窺匝申請學位級別』t L 學科類別王堂學科二號業(yè)名稱塑迭冶壘論文提交日期2 Q Q 生生1 2 目學位授予日期評閱人論文答辯日期2 Q 螳生1 2 目答辯委員會主席夔三么0 一叁娩處掛————一東北人學琛輦游謄，導師

2、譬意 勿壘爻公布。堡! 墮堂堡主堂垡堡苧 竺! 堡壘! !D e n s i t y f u n c t i o n a li n v e s t i g a t i o n so f n o b l e m e t a l n i t r i d eP t N a n dL a v e s p h a s e i n t e r m e t a l l i cc o m p o u n d N b M n 2A B S T R A C

3、 TM o d e ma t o m i c - s c a l e c o m p u t a t i o n a l m a t e r i a l s s c i e n c e ( C M S ) i sp u r s u i n g t h ef u n d a m e n t a l u n d e r s t a n d i n g o fm a c r o s c o p i cp h y s i c a l p r o

4、 p e r t i e s r e l e v a n t t o m a t e r i a ls c i e n c e sb ys o l v i n gt h e f u n d a n a e n t a le q u a t i o n so f q u a n t u m t h e o r y d e s c r i b i n gt h ea t o m i ci n t e r a c t i o n s w i

5、t h i nt h ef r a m e w o r ko fd e n s i t yf u n c t i o n a lt h e o r y ( D F T ) ．F i r s t - p r i n c i p l ep a r a m e t e rf r e e c a l c u l a t i o n s ( o r a b i n i t i o c a l c u l a t i o n s ) i n v o

6、 l v i n g D F T a r e t h e m o s ti m p o r t a n t m e t h o d s ，n o t a b l y s t i m u l a t i n g t h e s i g n i f i c a n t d e v e l o p m e n t o f m a t e r i a l ss c i e n c e s w i t ht h e a i m so fe x p

7、 l o r i n g a d v a n c e dp r o p e r t i e s a n dg u i d i n g e x p e r i m e n t s ．T h e s u b j e c t so f t h ep r e s e n tt h e s i sa r et h eu n d e r s t a n d i n g s o f s p e c i f i cp h y s i c a lp r

8、o p e r t i e sf o rn o b l e ·- m e t a ln i t r i d ea n dt r a n s i t i o n - m e t a l L a v e sp h a s ec o m p o u n d sb ym e a n s o f t h eV i e n n a A b i n t i o S i m u l a t i o n P a c k a g e ( V A

9、S P ) u t i l i z i n g t h e g e n e r a l i z e d g r a d i e n ta p p r o x i m a t i o n ( G G A ) f o r t h e d e s c r i p t i o n o f t h em a n y - b o d y e l e c t r o n —e l e c t r o ni n t e r a c t i o nu s

10、 i n g p r o j e c t o ra u g m e n t e d w a v e p o t e n t i a l s ( P A W ) ．T h er e s e a r c h e sw e r ep e r f o r m e d f o rt w o i m p o r t a n tm a t e r i a lc l a s s e s ：n i t r i d eP t N a n d L a v e

11、 s p h a s eN b M n 2 ．O nb a s i so ft h el a t e s t h i g h - t e m p e r a t u r e ( 2 0 0 0K ) a n d h i g h - p r e s s u r e ( 4 5 —5 0 O V a )e x p e r i m e n t sb yE u g e n ee t a l ．【N a t u r eM a t e r i a

12、l s ，3 ，2 9 4 —2 9 7 ，2 0 0 4 ] ，t h ef i r s tn o b l em e t a ln i t r i d e P t Nw a ss y n t h e s i z e d - - i tc r y s t a l l i z e s i n t h ez i n c —b l e n d B 3 s t r u c t u r e 、Ⅳi t l l t h er e m a r k a

13、 b l yh i g h e x p e r i m e n t a lb u l km o d u l u s o f 3 7 2 G P a ．B y t h es t a t e —o f - t h e —a r tD F Tc a l c u l a t i o n s ，o u r r e s u l t s c l e a r l y d e m o n s t r a t e d t h e c o m p o u n

14、 d P t N i s u n l i k e l y t oc r y s t a l l i z ei na n y t h es t r u c t u r e sc l a i m e db yE u g e n ee t a l ，d u et ot h e i n s t a b i l i t i e so f b o t ht h e r m o d y n a m i c a l l y a n d m e c h

15、a n i c a l l y T h e c a l c u l a t e d f o r m a t i o n e n e r g i e s o f a l lc o n s i d e r e ds t r u c t u r e s r e l a t e dt o t h e e x p e r i m e n t a lB 3p h a s ea r e l a r g ep o s i t i v e v a l u

16、 e s ，c l e a r l y i n d i c a t i n g t h e r m o d y n a m i c i n s t a b i l i t y ．T h e c l e a r e v i d e n c e s o fm e c h a n i ci n s t a b i l i t i e s w e r eo b t a i n e d ——t h e i r e l a s t i cc o n

17、 s t a n t s d e r i v e df r o m t h e f i r s t - p r i n c i p l ec a l c u l a t i o n sp o i n t a t t h e i n s t a b i l i t i e so fl a t t i c e d e f o r m a t i o n ，a n dC a l c u l a t e dp h o n o n sd i s

18、p e r s i o n s e x h i b i t n e g a t i v e b r a c h e s t h r o u g h o u t t h e e n t i r e B r i l l o n i n z o n e ．T h ec a l c u l a t e d b u l k m o d u l i a r e a l l m u c h s m a l l e r b y 17 0 G P a a