發(fā)布時間：2018-02-23 01:05

  本文關(guān)鍵詞： Al 輻照損傷 點缺陷 第一性原理　出處：《物理學報》2017年05期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：采用密度泛函理論框架下的第一性原理平面波贗勢方法,對Al輻照損傷初期產(chǎn)生的本征點缺陷和He缺陷進行了研究.通過晶體結(jié)構(gòu)、缺陷形成能和結(jié)合能,分析比較了缺陷形成的難易程度及對晶體穩(wěn)定性的影響,并從態(tài)密度、差分電荷密度和電荷布居的角度,分析了其電子機理.結(jié)果表明:對于同類型的缺陷,其造成的晶格畸變越大,體系穩(wěn)定性越低,缺陷形成的難度越大.同類型缺陷形成的難易程度由易到難依次為空位(置換位原子)、八面體間隙原子和四面體間隙原子,但相同位置的本征缺陷的形成難度小于He缺陷.間隙原子容易與空位結(jié)合,且Al原子與空位結(jié)合的能力強于He原子.間隙Al原子和He原子主要存在于八面體,且缺陷原子引起部分電子向更高能級轉(zhuǎn)移,并導(dǎo)致與其最鄰近的Al原子之間的共價作用減弱,從而降低了體系穩(wěn)定性.間隙Al原子與最鄰近的Al原子之間產(chǎn)生了強烈的共價作用,而He原子和最鄰近Al原子之間主要為范德瓦耳斯力和較弱的離子鍵,這是含He缺陷的體系穩(wěn)定性更低的重要原因.
[Abstract]:Based on the first-principle plane-wave pseudopotential method under the framework of density functional theory (DFT), the intrinsic point defects and he defects produced in the initial stage of Al irradiation damage are studied. The formation energy and binding energy of the defects are obtained by means of the crystal structure. The degree of difficulty in forming defects and their effects on crystal stability are analyzed and compared. The electronic mechanism of the defects is analyzed from the angles of density of states, differential charge density and charge distribution. The results show that: for the same type of defects, The greater the lattice distortion, the lower the stability of the system and the more difficult the formation of defects. The easy degree of formation of the same type of defects is vacancy (substitution atom, octahedron interstitial atom and tetrahedron gap atom). However, the formation of intrinsic defects in the same position is less difficult than that of he defects. Interstitial atoms are easy to bind to vacancies, and Al atoms have stronger ability to bind to vacancies than he atoms, and interstitial Al atoms and he atoms mainly exist in octahedrons. The defect atom causes partial electron transfer to higher energy order and weakens the covalent interaction with its nearest Al atom. Thus, the stability of the system is reduced. There is a strong covalent interaction between the interstitial Al atoms and the nearest Al atoms, while between he atoms and the nearest Al atoms, the van der Waals force and the weaker ionic bonds are the main ones. This is an important reason for the lower stability of He-containing systems.
【作者單位】： 火箭軍工程大學核工程系;中國科學院力學研究所高溫氣體動力學國家重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金(批準號:11472280,51272298)資助的課題~~
【分類號】：O469

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本文編號：1525757