【摘要】：壓力是一個基本的熱力學(xué)變量,可以用來控制材料的性能,能夠產(chǎn)生在常溫常壓的環(huán)境條件下無法獲得的新結(jié)構(gòu)。銥磷(Ir-P)化合物因其有趣的電子性質(zhì)和廣泛的工業(yè)應(yīng)用而受到人們的關(guān)注,該類化合物是高活性催化劑的理想材料。本文利用晶體結(jié)構(gòu)搜索技術(shù)結(jié)合密度泛函理論,研究了在不同的壓力范圍內(nèi),銥磷化合物不同化學(xué)組分的相變序列,首次提出了二元銥磷化合物的結(jié)構(gòu)相圖。在常壓下,我們預(yù)測出了具有Im3空間群的IrP3結(jié)構(gòu)、具有P21/c空間群的IrP2結(jié)構(gòu)和具有Fm3m空間群的Ir2P結(jié)構(gòu),并且發(fā)現(xiàn)這三個結(jié)構(gòu)與實驗上的結(jié)構(gòu)一致。在高壓下發(fā)現(xiàn)了 IrP-P4/nmm和IrP2-I41/amd兩個穩(wěn)定的新高壓結(jié)構(gòu)。經(jīng)過計算聲子色散關(guān)系,在整個布里淵區(qū)內(nèi)都是有限實值,并且滿足彈性穩(wěn)定準(zhǔn)則,證明這兩個高壓相的熱力學(xué)和動力學(xué)穩(wěn)定性。研究了高壓得出的新結(jié)構(gòu)IrP-P4/nmm和IrP2-I41/amd的電子能帶和態(tài)密度,導(dǎo)帶底和價帶頂在費米面處發(fā)生交疊,說明這兩個高壓相具有金屬性質(zhì)。對其態(tài)密度的研究發(fā)現(xiàn)兩個結(jié)構(gòu)的共同特點是價帶部分均由金屬原子Ir的d軌道電子占據(jù),而導(dǎo)帶部分由非金屬原子P的p軌道電子主要占據(jù)。電子局域函數(shù)計算表明,IrP-P4/nmm和IrP2-I41/amd結(jié)構(gòu)中,共價鍵、離子鍵和金屬鍵共存。研究Bader電荷轉(zhuǎn)移表明,電子從P原子向Ir原子轉(zhuǎn)移。其中,在IrP-P4/nmm結(jié)構(gòu)中,每個Ir原子得到0.115e;每個P原子平均失去0.115e;在IrPa-I41/amd結(jié)構(gòu)中每個Ir原子得到0.18e,每個P原子失去0.09 e。通過計算彈性性質(zhì)表明,IrP-P4/nmm結(jié)構(gòu)具有良好的延展性,而IrP2-I41/amd結(jié)構(gòu)具有較好的脆性。通過我們的研究展現(xiàn)了二元銥磷體系的結(jié)構(gòu)相圖,在高壓下穩(wěn)定的銥磷化合結(jié)構(gòu)具有豐富的性質(zhì),說明過渡族金屬化合物具有優(yōu)異的物理特性,因此有著重要的研究價值。
【學(xué)位授予單位】：延邊大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O614.825;O641.1;O521
【圖文】：

方鈷礦型磷化物ＣｏＰ３和ＮｉＰ３結(jié)構(gòu)的電子能帶和晶體結(jié)構(gòu)。方鈷礦結(jié)構(gòu)中磷四環(huán)逡逑（Ｐ４）的存在對確定費米能級附近電子帶的件質(zhì)具有重要意義。ＮｉＰ３所發(fā)現(xiàn)的金逡逑屬性質(zhì)，是由于磷原子作為結(jié)構(gòu)骨架的原因，而不是金屬原子導(dǎo)致的。圖１．１為逡逑方鈷礦型磷化物Ｃ0Ｐ：ｉ的能帶結(jié)構(gòu)。圖中町以看出在７點周圍的區(qū)域是單條拋物逡逑４逡逑

在１９６０年，Ｒｕｎｄｑｖｉｓｔ等人確定了邋ＩｒＰ３和Ｉｒ２Ｐ的晶體結(jié)構(gòu)１９６４年，Ｈｕ人研究了具有ＣｏＳｂ２型半導(dǎo)體特性的砷黃鐵礦化合物。ＩｒＰ２為典型的砷黃鐵晶化合物，研宄表明ＩｒＰ２與Ｃ0Ｓｂ２中的陽離子具有相同的價電子，計算其電為７７邋－邋３００邋ｋ丨３６丨。逡逑近年來，研究者們對反螢石Ｉｒ２Ｐｇ構(gòu)研宄較多。２０１５年，Ｗａｎｇ等人在高溫下合成了反螢石結(jié)構(gòu)的立方磷化銥Ｉｒ２Ｐ，空間群為Ｆｍ３ｍ，并計算其體積值Ｂ為３０６邋ＧＰａ及其壓力導(dǎo)數(shù)Ｂ’為６．４，圖１．２為實驗和理論計算Ｉｒ２Ｐ結(jié)構(gòu)積模量及其壓力導(dǎo)數(shù)的對比圖，表明實驗值與理論計算一致。研[偙礱鶻細(xì)呋Ａ渴怯捎諂渚哂屑そ隙痰模桑潁泄布奐腿植跡郟桑潁校矗菟拿嫣逋�。测Ｉ}玻械撓捕任保保稿澹牽校幔獾悶渚哂邢嘍越系偷募羥心Ａ恐滴叮村澹牽校�，紦溷钡a鰨桑潁玻芯哂薪銜叢擁慕鶚糶�、离子性和共紛J卣鰨�。辶x希保埃板邋五義

本文編號：2787630