Si基包合物的第一性原理计算

发布时间：2020-05-22 19:29

【摘要】：本文利用WIEN2k和BoltzTraP软件对AxCySi46-y(A=Ba、Pb、Eu)晶体材料进行了第一性原理计算,计算过程中分别采用两种不同的关联交换势研究它们的电子结构特性、热电输运特性以及超导特性。本文主要的研究成果如下:(1)对Ⅰ型笼状化合物Ba8Si46进行第一性原理计算,研究了 Ba8Si46的电子结构性质及热电输运特性,计算结果表明Ba8Si46是一种具有金属性质的材料,其塞贝克系数及功率因子均随着温度的升高而增大,在300 K时,功率因子为0.01 μW/(m·K2)。(2)基于Ⅰ型笼状化合物Ba8Si46,利用C原子对笼上原子Si进行替换,分别得到Ba8C6Si40、Ba8C16Si30、Ba8C22Si24和Ba8C24Si22四种笼状化合物的晶体结构,计算结果表明Ba8C24Si22具有较高的功率因子,温度在600 K时达到最大值,为0.2 λμW/(m·K2)。四种晶体结构稳定性和超导性较Ba8Si46有所降低。(3)在Ⅰ型笼状化合物Ba8Si46基础上,利用Pb和Eu原子对笼中原子Ba进行替换,得到Pb8Si46和Eu8Si46两种新的笼状化合物。两种体系的总结合能计算结果表明两者均具有稳定晶体结构,有望被成功合成。Eu8Si46具有磁性,并且Eu8Si46在费米面附近具有很高的状态密度。
【图文】：

杭州电子科技大学硕士学位论文的形状，这取决于材料在布喇菲点阵(Brava体、十二面菱体形状的第一布里渊区分别属并且在整个波矢空间内，第一布里渊区呈现进行大量的简化，从而减少计算的时间并且一布里渊区示意图如图 1.2 所示，积分路径0) M(0.5,0.5,0) R(0.5,0.5,0.5) GAM M

图 2.1 Ba8Si46的晶体结构验所需的相关结构参数：其空间群为 Pm3 n(空间群号35 ， α=β=γ=90° ； 其 原 子 占 位 Ba(0.25,0.5,6)、Si(0.25,0,0.5)、Si(0,0.307,0.126)。根据以上结构参构模型 cif 文件，将此文件导入 WIEN2k 软件做计算以上晶体结构做结构优化前的初始化设置工作，初始化大小 Kmax×Rmax为 WIEN2k 默认的 7.0；分离态与核使用 20×20×20 个，简约第一布里渊区独立 k 点数 k 点置为：能量收敛为 1×10-5Ry，电荷收敛为 1×10-5Ry。定的结构需要建立在晶体能量最低的前提下，即能量相应的拉伸或者压缩处理，以此来寻找到一个相对最不同，我们根据结构的特点选取了多种拉伸压缩比，，分10，其中“-2”即表示为对晶胞结构进行压缩，且压缩进行压缩变成原来的 6%、4%、2%，同理“2”即表示
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB303

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本文编号：2676487