高压下二元碲化物结构和性质的理论计算研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tjyydtj1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
二元碲化物材料具有非常广泛的用途,在热电材料领域、光电探测和相变存储材料领域更是应用广泛。如InTe和In2Te3在光电探测领域有非常大的应用前景,Bi2Te3是现在已知热电效应最好和应用最多的二元碲化物材料,GeTe薄膜是非常好的二元碲化物相变存储材料。二元碲化物在应用方面主要是作为薄膜材料,而高压技术可以模拟薄膜和基底之间由于晶格失配产生的效应。本论文主要利用第一性原理模拟计算的方法,研究二元碲化物的相变序列和相变临界压力,考察晶体的晶胞参数、几何键长、电子能带结构、差分电荷密度、电荷布居等微观结构和性质在高压下的演化规律,探索宏观晶体改变的内在微观机制,为二元碲化物在高压下的演化规律进一步提供理论支持。本论文对于InTe晶体的几个可能存在的高压相结构---TlSe-InTe(B37)、NaCl-InTe(B1)、CsCl-InTe(B2)、闪锌矿型-InTe(B3)、HgMn-InTe、Pnma-InTe进行了常压至45 GPa的高压结构弛豫优化。对于优化后各相结构的焓值进行焓差计算并得到InTe在高压下有两种共存的相变:序列一为B37相在约5 GPa相变为B1相,在约15 GPa由B1相转变为Hg Mn相,其中B1相为高压下的亚稳态相;序列二为B37相在约25 GPa时可以直接转变为HgMn相。电子结构研究发现,B37相和HgMn相在各自的压力范围内均表现为金属相。对于γ-In2Te3、CN7M-In2Te3、CN8M-In2Te3、CN9M-In2Te3、BCT-In2Te3进行了常压至45 GPa的高压结构优化。发现γ-In2Te3相在约18 GPa时转变为BCT-In2Te3相,在约9 GPa左右发生了等结构相变。通过对γ-In2Te3和BCT相的电子结构研究发现它们均表现出金属性,而对γ-In2Te3相的Bader有效电荷和键长研究发现它在9 GPa附近发生等结构相变的原因是发生了电子拓扑转变。最后,本文对具有辉碲铋矿结构的Bi2Te3、Sb2Te3和As2Te3进行了优化计算研究,发现Bi2Te3和As2Te3分别在3 GPa和8GPa附近发生了由电子拓扑转变引起的等结构相变现象。在电子拓扑转变压力处,Bi2Te3,As2Te3的电子结构和键长均发生了不连续变化,As2Te3中费米面附近的能带结构形貌发生了剧烈改变。与VA族辉碲铋矿型二元碲化物相比,γ-In2Te3在高压下具有更高的等结构相变压力,更小的轴比率和体积压缩率,以及更小的电荷转移量,这些差异可能是由In原子与VA族原子不同的电子构型导致的。
其他文献
目的 :探讨用经阴道彩超检查诊断子宫肌腺病与子宫肌瘤的临床效果。方法 :对近年来我院收治的68例子宫肌腺病患者与57例子宫肌瘤患者的临床资料进行回顾性研究。我院将68例子宫
随着人类对海洋探索的不断深入,探索范围逐渐向深海迈进,人们对深海作业船舶的定位系统研究也逐渐加深。传统的锚泊定位已不能满足深海作业的需要,因此新的动力系统逐渐广泛
秋季开学之后,上杭县紫金中学恢复了往日的热闹。看着学生们在教室里认真学习,龙岩市人大代表、紫金中学语文老师陈笑蓉感到欣慰之余,又回忆起几个月前的情景。在抗击疫情的
分布在不同地理气候地区的民居建筑,形态各异,是充分适应自然环境的产物。为了营造适宜的室内物理环境条件,各种类型的民居建筑对能源和建筑材料的依赖程度同,这种差异反应在立面、空间、风格和造型等建筑形态要素方面,并保持了相对的稳定性。随着经济、技术和生活方式的发展,民居建筑在用能方式、建筑材料、功能需求和室内物理环境指标等方面产生了变化,建筑形态不断演变,建筑能耗也不断变动。除建筑形式外,从社会经济学角
作为我国商品粮最大生产基地的东北黑土区,是我国水土流失严重区域之一,水土流失威胁该区域农业可持续发展及国家粮食安全。在土地退化最严重表现形式的切沟侵蚀方面,东北黑
历史经验已经反复验证过了:对于一个国家社会经济的繁荣和国际地位的提升,充分发挥制造业发展的作用至关重要。目前,尽管我国制造业发展的贡献极大,却也面临不少的、不容忽视
目的:探讨联合检测降钙素原(PCT)、C反应蛋白(CRP)和白细胞计数(WBC)在诊断外科细菌感染中的应用效果。方法:将2015年1月至2017年5月期间在靖江市人民医院进行手术的64例患者作为研究