發(fā)布時間：2017-08-05 16:24

  本文關鍵詞：金硅合金晶體結(jié)構與性質(zhì)的理論研究

  更多相關文章： 金硅合金 晶體結(jié)構 遺傳算法 密度泛函 結(jié)構穩(wěn)定性

【摘要】：本文根據(jù)研究現(xiàn)狀與計算條件選取了12個特殊組分的金硅合金:12.5%,25.0%,33.3%,37.5%,50.0%,57.1%,60.0%,62.5%,66.7%,75.0%,80.0%和87.5%對金硅體系進行了全面深入的研究�；诋敶嬎銠C強大的運算能力,采用GA與第一性原理相結(jié)合的方法對這12個組分進行了系統(tǒng)性的全局結(jié)構搜索。鑒于金硅體系的復雜性,為了保證搜索的全面采取了無差異對待的思想,在結(jié)構搜索過程中對布拉維格子類型、原子位置、晶胞的維度與尺寸都沒有任何限定,晶胞內(nèi)的初始原子位置都是隨機生成的,化學計量比是唯一的已知信息。歷經(jīng)10萬余結(jié)構的搜索得到了每個體系的低能量結(jié)構,繪制出了金硅體系完整的結(jié)合能曲線,然后對結(jié)合能曲線進行了全面系統(tǒng)的分析,并得出3條重要結(jié)論:1.大部分的金硅化合物都很難穩(wěn)定存在;2.金含量為50%時可形成最穩(wěn)定的金硅化合物;3.富金的比富硅的金硅化合物更易于存在�；谟嬎憬Y(jié)果和以上3條重要結(jié)論篩選出了搜索結(jié)果中符合結(jié)合能為負值且處于結(jié)合能曲線極小值點的3個有可能穩(wěn)定存在的體系:50.0%,66.7%和80.0%,對其低能量結(jié)構的結(jié)構特征進行了詳細分析并通過計算結(jié)合能,聲子帶結(jié)構和彈性常數(shù)來驗證結(jié)構的穩(wěn)定性,結(jié)果顯示#63 CMCM Au8Si8,#20 C2221 Au16Si8和#121I-42M Au8Si2 3個結(jié)構均滿足熱力學穩(wěn)定性、動力學穩(wěn)定性和力學穩(wěn)定性,因此50.0%,66.7%和80.0%3個體系的低能量合金結(jié)構有穩(wěn)定存在的可能。通過計算這3個結(jié)構的電子性質(zhì)驗證了富金的金硅合金更偏向于金的性質(zhì)。最后基于金硅體系完整的結(jié)合能曲線定性解釋了金在實驗上用于生長硅納米線的機理。為金硅合金在實際中的應用提供了有價值的理論信息。
【關鍵詞】：金硅合金 晶體結(jié)構 遺傳算法 密度泛函 結(jié)構穩(wěn)定性
【學位授予單位】：青島大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.31;TN304
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 緒論7-9
• 1.1. 金硅體系的研究進展7-8
• 1.2. 本文研究思路及內(nèi)容8-9
• 第二章 理論基礎9-34
• 2.1. Hartree-Fock方法9-16
• 2.1.1. Hartree-Fock方程9-12
• 2.1.2. 組態(tài)相互作用12-13
• 2.1.3. 耦合簇方法13-14
• 2.1.4. 微擾理論14-16
• 2.2. 密度泛函理論16-23
• 2.2.1. 密度泛函思想17-18
• 2.2.2. Thomas-Fermi模型18-20
• 2.2.3. HK定理20
• 2.2.4. Kohn-Sham方程20-21
• 2.2.5. 局域密度近似21-22
• 2.2.6. 廣義梯度近似22
• 2.2.7. 雜化泛函22-23
• 2.3. 平面波方法23-34
• 2.3.1. 近自由電子近似23-24
• 2.3.2. 緊束縛近似24-26
• 2.3.3. 正交化平面波方法26
• 2.3.4. 贗勢26-28
• 2.3.5. 綴加平面波法28-29
• 2.3.6. 模守恒贗勢29-30
• 2.3.7. 超軟贗勢30-31
• 2.3.8. 投影綴加平面波勢31-34
• 第三章 金硅合金晶體結(jié)構與性質(zhì)的理論研究34-51
• 3.1 計算方法34-35
• 3.2 計算結(jié)果與討論35-46
• 3.2.1 50%體系39-41
• 3.2.2 57.1%和 80%體系41-42
• 3.2.3 33.3%和 66.7%體系42-45
• 3.2.4 其他體系45-46
• 3.3 結(jié)構的穩(wěn)定性與性質(zhì)46-49
• 3.4 硅納米線生長機理解釋49
• 3.5 小結(jié)49-51
• 第四章 總結(jié)與展望51-53
• 參考文獻53-55
• 附錄55-67
• POSCARVol.cpp55-61
• POSCARBL.cpp61-67
• 攻讀學位期間的研究成果67-68
• 致謝68-69

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