本文采用Ga遺傳算法結(jié)合第一性原理計算對釔氫(Y-H)化合物體系的高壓結(jié)構(gòu)進行了搜索預測,并對其超導電性質(zhì)展開了分析研究。我們分別對YH_3、YH_4、YH_5和YH_7等不同比例的釔氫化合物進行了結(jié)構(gòu)搜索,得到了不同比例下的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。同時計算分析了不同比例結(jié)構(gòu)的態(tài)密度、熱力學穩(wěn)定性、動力學穩(wěn)定性以及電子-聲子耦合、超導溫度等性質(zhì)。預測到在壓強為200GPa時YH_3穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的空間群為P21/m和I4/mmm。在YH_3體系中選取較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)計算超導溫度,結(jié)果顯示P21/m相在壓強為120GPa時超導溫度達到19K,壓強為200GPa時超導溫度則為9K,YH_3結(jié)構(gòu)其它空間群的超導溫度計算結(jié)果顯示為0K。將I4/mmm-YH_3和I4/mmm-YH_4在120GPa壓強下進行了頻率、聲子分波態(tài)密度和超導溫度進行了計算對比,我們發(fā)現(xiàn)YH_4結(jié)構(gòu)具有比YH_3結(jié)構(gòu)更高的超導溫度,計算結(jié)果顯示I4/mmm-YH_4在120GPa時的超導溫度為94K,200GPa時的超導溫度為55K。我們進一步對YH_5和YH_7做了高壓下的結(jié)構(gòu)預測和超導性質(zhì)的計算研究。通過優(yōu)化篩選最終找到穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),其中P4/nmm-YH_5和P21/m-YH_7為最穩(wěn)定結(jié)構(gòu),P21/m-YH_5和Cmcm-YH_7為亞穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。超導性質(zhì)計算結(jié)果顯示,P4/nmm-YH_5和P21/m-YH_5在120GPa下的超導溫度分別為104K和109K,而P21/m-YH_7在120GPa和200GPa下超導溫度達到112K和146K。此外,我們還搜索了YH_n(n=2,6,8)體系的高壓下的結(jié)構(gòu)。我們的研究表明Y-H體系是非常優(yōu)秀且具有潛力的超導材料,具有一定的理論研究和實際應(yīng)用價值。
【學位單位】：青島大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TG132.26
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 超導的發(fā)展
    1.2 超導的研究現(xiàn)狀
第二章 方法與理論基礎(chǔ)
    2.1 第一性原理
        2.1.1 Hartree-Fock近似
        2.1.2 密度泛函理論Density Functional Theory（DFT）
    2.2 超導計算理論
    2.3 Genetic Algorithm（GA）遺傳算法的原理
    2.4 Materials Studio程序
    2.5 Quantum Espresso程序
第三章 Y-H體系的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.1 引言
    3.2 計算方法
    3.3 Y-H體系的結(jié)構(gòu)
3和YH₄結(jié)構(gòu)的搜索與結(jié)果'>        3.3.1 YH₃和YH₄結(jié)構(gòu)的搜索與結(jié)果
5結(jié)構(gòu)的搜索與結(jié)果'>        3.3.2 YH₅結(jié)構(gòu)的搜索與結(jié)果
7結(jié)構(gòu)的搜索與結(jié)果'>        3.3.3 YH₇結(jié)構(gòu)的搜索與結(jié)果
n（n=2,6,8）結(jié)構(gòu)的搜索與結(jié)果'>        3.3.4 YH_n（n=2,6,8）結(jié)構(gòu)的搜索與結(jié)果
第四章 性質(zhì)分析
    4.1 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的分析
3和YH₄結(jié)構(gòu)超導溫度的計算分析'>    4.2 YH₃和YH₄結(jié)構(gòu)超導溫度的計算分析
5和YH₇結(jié)構(gòu)超導溫度的計算分析'>    4.3 YH₅和YH₇結(jié)構(gòu)超導溫度的計算分析
    4.4 其他性質(zhì)的分析
    4.5 儲氫性能分析
總結(jié)與展望
參考文獻
攻讀學位期間的研究成果
致謝

【參考文獻】

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1 聞�；�;;新型高溫超導材料研究進展[J];材料研究學報;2015年04期

2 聞�；�;;鐵基超導體材料和物理研究[J];中國材料進展;2015年01期

3 趙忠賢,陳立泉,楊乾聲,黃玉珍,陳賡華,唐汝明,劉貴榮,崔長庚,陳烈,王連忠,郭樹權(quán),李山林,畢建清;Ba-Y-Cu氧化物液氮溫區(qū)的超導電性[J];科學通報;1987年06期

本文編號：2828955