本文關(guān)鍵詞：高壓下三氮化鎂晶體結(jié)構(gòu)與物性的理論研究

  更多相關(guān)文章： 高壓 第一性原理 晶體結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè) 三氮化鎂

【摘要】：高壓物理學(xué)的迅速發(fā)展,拓寬了凝聚態(tài)物理學(xué)研究的維度。高壓下新型超硬材料和含能材料的合成與設(shè)計(jì)是當(dāng)前凝聚態(tài)物理和材料科學(xué)最具吸引力的課題之一。本文結(jié)合晶體結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)技術(shù)和基于密度泛函理的第一性原理的方法,系統(tǒng)的研究了三氮化鎂(MgN3)的高壓行為。在0-100GPa壓強(qiáng)范圍內(nèi),MgN_3晶體發(fā)生兩次結(jié)構(gòu)相變,相變序列為空間群為Cmmm的結(jié)構(gòu)(α相)→空間群為C_2/m的結(jié)構(gòu)(β相)→空間群為P-1的結(jié)構(gòu)(γ相)。在相變過程中,α和β相的N原子成鍵均是孤立的啞鈴狀,有趣的是高壓γ相中,6個(gè)N原子聚合成N6環(huán)。在相變過程中,體積發(fā)生坍塌,出現(xiàn)不連續(xù)變化,屬于一級(jí)相變。預(yù)測(cè)得出的α相和β相中,導(dǎo)帶和價(jià)帶在費(fèi)米面附近發(fā)生交疊,表明其結(jié)構(gòu)具有金屬性質(zhì)。高壓相γ相具有直接帶隙,大小是2.033 eV,呈現(xiàn)出寬帶的半導(dǎo)體性質(zhì)。通過計(jì)算彈性常數(shù)表明,預(yù)測(cè)得出的α相,β相和γ相都具有動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性。硬度計(jì)算表明,α相具有最大的韋氏硬度是:60 GPa。高壓γ相結(jié)構(gòu)中具有N6環(huán),其鍵長(zhǎng)分別為1.352 A,1.357A和1.358A,介于單雙鍵之間。當(dāng)其分解時(shí),會(huì)釋放出大約3.99 KJ/g的能量,成為高能量密度材料。通過我們的計(jì)算表明,高壓下三氮化鎂具有非常豐富的物理性質(zhì),這些結(jié)論的呈現(xiàn)對(duì)高壓下新材料的研究具有參考價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：延邊大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O521

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;中國(guó)科學(xué)家破解膜蛋白晶體結(jié)構(gòu)難題[J];生物學(xué)通報(bào);2004年04期

2 郭東耀,呂品U，

本文編號(hào)：1276370