壓力是一個(gè)基本的物理學(xué)參量,微觀上它可以縮短原子間的距離,較大程度地改變材料的電子結(jié)構(gòu)及成鍵模式;宏觀上它可以使材料的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變。如能巧妙地利用壓力,我們可以有效調(diào)整材料的物理化學(xué)特性,進(jìn)而獲得一系列性能優(yōu)異的多功能材料。近些年,靜態(tài)和動(dòng)態(tài)高壓實(shí)驗(yàn)技術(shù)得到了長足的發(fā)展,這使得許多性能優(yōu)異的多功能材料得以合成,例如H3S高溫超導(dǎo)體、新型超硬材料、新型高能量密度材料等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展及理論方法的改進(jìn),利用理論計(jì)算來模擬材料在高壓下的物性變化成為可能。近年來,理論模擬逐漸成為材料設(shè)計(jì)、開發(fā)及性能測(cè)試的重要研究手段。利用理論模擬高壓環(huán)境,獲得新型功能材料已經(jīng)取得了令人矚目的研究成果。近期,我們課題組首次在理論上預(yù)測(cè)了一種新型的高溫超導(dǎo)體H3S,其超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度可達(dá)200 K。后續(xù)該理論研究成果被國外實(shí)驗(yàn)研究者證實(shí)。這一研究成果充分說明理論模擬能夠有效指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)獲得新型材料�；谶@樣的研究思路,我采用第一性原理方法對(duì)高能量密度材料進(jìn)行了深入而系統(tǒng)的研究,理論上預(yù)測(cè)了多種性能優(yōu)異的高能材料。高能密度材料(High Energy Density Material,簡(jiǎn)稱HEDM)可用作...

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1計(jì)算模擬與實(shí)驗(yàn)合成關(guān)系圖

圖1.1計(jì)算模擬與實(shí)驗(yàn)合成關(guān)系圖料的計(jì)算和模擬離不開對(duì)量子力學(xué)的計(jì)算，求解大量的方程需要計(jì)持。近些年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷取得突破，計(jì)算程序不斷發(fā)展同時(shí)也不斷提高。一代代科學(xué)家不斷完善量子力學(xué)理論，加上計(jì)算機(jī)運(yùn)高，使得計(jì)算機(jī)能夠完成對(duì)材料的模擬和設(shè)計(jì)。計(jì)算原理方法與計(jì)成，共同促進(jìn)....

圖1.2水的相圖

算法(geneticevolutionalgorithm)[2]、隨機(jī)取樣算法(randomgsearching)[3]、極小跳躍算法(minimumhopping)[4]、模擬退火算法(simulatedannealing)[5]等。結(jié)合一性原理方法，發(fā)展了多種結(jié)構(gòu)搜....

圖1.3地球內(nèi)部的環(huán)境

圖1.3地球內(nèi)部的環(huán)境除了物理學(xué)和材料學(xué)外，高壓科學(xué)還促進(jìn)了其它多種學(xué)科共同發(fā)展，地學(xué)、天體物理、生命科學(xué)、信息科學(xué)等也都不斷取得創(chuàng)新性突破。因而，在功能材料、能源材料、環(huán)境保護(hù)、地球內(nèi)部資源開發(fā)，海洋資源利用等領(lǐng)域，高壓科學(xué)取得的重大成就，很大程度上推動(dòng)了高科技產(chǎn)業(yè)的開發(fā)和....

圖1.4cg-N的結(jié)構(gòu)圖

的結(jié)構(gòu)[24]。從這時(shí)候開始，氮的高壓相研究得到了廣泛的關(guān)，德國科學(xué)家Eremets等人首次合成出了cg-N，它們采用的對(duì)頂砧實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)條件為110GPa和2000K，單鍵立方氮相，從而真正意義上獲得單鍵形式的氮[6]。在圖1.4中可以看型的共價(jià)晶體，每一....

本文編號(hào)：3989505