面心立方金屬晶格結(jié)構(gòu)與熱力學(xué)性質(zhì)的第一性原理計(jì)算.pdf

1、基于第一性原理的密度泛函理論(DFT)和密度泛函微擾理論方法，采用一般梯度近似(GGA)，優(yōu)化計(jì)算得到Ni，Cu，Rh，Pd，Ir，Pt和Au等過(guò)渡金屬的晶體結(jié)構(gòu)，能量，能帶結(jié)構(gòu)和態(tài)密度，聲子散射結(jié)構(gòu)和態(tài)密度，研究了能量與晶格結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
　　 結(jié)果表明，在同一周期內(nèi)金屬的原子序數(shù)較大時(shí)，能量曲線趨向于一個(gè)簡(jiǎn)單立方(SC)極大和兩個(gè)分別為穩(wěn)定的FCC與亞穩(wěn)的BCC極??；原子序數(shù)較小時(shí)，則趨向于出現(xiàn)兩個(gè)分別位于SC結(jié)構(gòu)兩邊的極大，

2、而SC結(jié)構(gòu)的附近則形成一個(gè)勢(shì)阱淺能量高的極小。
　　 這些金屬除了Ni具有磁性以外，均無(wú)磁性，其電子能帶結(jié)構(gòu)中均有能帶穿過(guò)費(fèi)米面形成能量范圍較寬具有金屬特征的導(dǎo)帶，在費(fèi)米面附近的態(tài)密度主要由L-X-W區(qū)間的能帶提供貢獻(xiàn)。當(dāng)晶格受到熱或外場(chǎng)的作用時(shí)L點(diǎn)附近的電子將沿著L-X-W方向激發(fā)，X點(diǎn)附近的電子沿Γ-X-K方向激發(fā)。
　　 計(jì)算得到的聲子譜，熵，熱容，體積模量，格林艾森常數(shù)和熱膨脹系數(shù)等基本物理數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合較好

3、。除了Pt和Ir以外，縱聲學(xué)波(LA)的態(tài)密度峰一般比橫聲學(xué)波(TA)的高。隨著原子序數(shù)增加，TA與LA的態(tài)密度峰高之比遞次增大。Ir的TA與LA態(tài)密度峰的高度基本持平，Pt的TA態(tài)密度峰反而比LA的略高。
　　 通過(guò)分析晶格結(jié)構(gòu)與能量的變化關(guān)系，研究討論了固體-液體以及鐵磁-順磁結(jié)構(gòu)的相變機(jī)理，并直接導(dǎo)出了金屬Ni，Cu，Rh，Pd，Ir，Pt和Au的熔化溫度Tm以及Ni的居里溫度Tc，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。本文直接導(dǎo)出的常