作為一種超硬材料,立方氮化硼（cBN）因?yàn)槠淞己玫臋C(jī)械、光學(xué)、化學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)而廣泛應(yīng)用于光電器件和高速切削領(lǐng)域,然而其合成機(jī)制不明確限制了大顆粒高質(zhì)量cBN單晶的合成。立方氮化硼由六方氮化硼（hBN）轉(zhuǎn)化而來(lái),在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中形成了cBN/hBN界面結(jié)構(gòu)。因此本課題基于密度泛函理論,應(yīng)用第一性原理,分析了cBN/hBN界面的性質(zhì),包括界面結(jié)構(gòu)、界面結(jié)合能和界面電子結(jié)構(gòu)分析,為cBN單晶合成機(jī)制提供理論基礎(chǔ)。本課題主要從以下幾個(gè)方面展開(kāi)研究。首先,從Materials Studio數(shù)據(jù)庫(kù)和無(wú)機(jī)晶體材料數(shù)據(jù)庫(kù)中引入cBN和六方氮化硼晶體結(jié)構(gòu)；考慮表面終端原子、原子層數(shù)和表面循環(huán)周期等問(wèn)題后,切出含有12層原子和6個(gè)終止結(jié)構(gòu)的cBN（111）面,含有6層原子和2個(gè)終止結(jié)構(gòu)的cBN（110）面和含有8層原子和4個(gè)終止結(jié)構(gòu)的cBN（100）面以及hBN（0001）表面結(jié)構(gòu)；通過(guò)晶格重定義和晶格匹配搭建出cBN/hBN界面,其中cBN（111）/hBN（0001）界面含有6種結(jié)構(gòu),cBN（110）/hBN（0001）界面含有2種結(jié)構(gòu),cBN（100）/hBN（0001）界面含有4種結(jié)構(gòu)。然后,... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 立方氮化硼(cBN)的研究背景
        1.1.1 立方氮化硼的合成
        1.1.2 立方氮化硼的性質(zhì)及應(yīng)用
    1.2 第一性原理在界面領(lǐng)域研究中的應(yīng)用
    1.3 課題研究的意義
    1.4 課題主要內(nèi)容
第2章 計(jì)算方法與原理
    2.1 引言
    2.2 第一性原理量子力學(xué)基礎(chǔ)
        2.2.1 密度泛函理論
        2.2.2 交換相關(guān)泛函
        2.2.3 贗勢(shì)法
        2.2.4 平面波基底與動(dòng)能截?cái)?br>    2.3 第一性原理計(jì)算方法
        2.3.1 軟件介紹
        2.3.2 CASTEP必設(shè)參數(shù)及其意義
第3章 hBN/cBN界面模型構(gòu)建
    3.1 引言
    3.2 hBN、cBN晶體模型構(gòu)建及收斂性測(cè)試
        3.2.1 晶體模型構(gòu)建
        3.2.2 收斂性測(cè)試
        3.2.3 泛函測(cè)試
    3.3 表面模型構(gòu)建及表面能計(jì)算
        3.3.1 cBN(111)表面模型
        3.3.2 cBN(110)表面模型
        3.3.3 cBN(100)表面模型
        3.3.4 hBN(0001)表面模型
        3.3.5 表面能計(jì)算
    3.4 hBN/cBN界面模型構(gòu)建
        3.4.1 晶格重定義與晶格匹配
        3.4.2 界面模型
    3.5 本章小結(jié)
第4章 cBN/hBN界面性質(zhì)
    4.1 引言
    4.2 界面結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        4.2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的及精度
        4.2.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化收斂曲線
    4.3 界面結(jié)構(gòu)與結(jié)合能
        4.3.1 界面結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 界面結(jié)合能分析
    4.4 界面電子結(jié)構(gòu)分析
        4.4.1 界面能帶結(jié)構(gòu)分析
        4.4.2 界面態(tài)密度分析
        4.4.3 界面電荷密度分析
        4.4.4 Mulliken布居分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 論文主要研究結(jié)論
    5.2 作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表



本文編號(hào)：3316173