新型高能碱土金属氮化物的高压截获与性能研究

发布时间：2024-06-05 02:17

　　压力是一个基本的物理学参量,微观上它可以缩短原子间的距离,较大程度地改变材料的电子结构及成键模式;宏观上它可以使材料的物理化学性质发生改变。如能巧妙地利用压力,我们可以有效调整材料的物理化学特性,进而获得一系列性能优异的多功能材料。近些年,静态和动态高压实验技术得到了长足的发展,这使得许多性能优异的多功能材料得以合成,例如H3S高温超导体、新型超硬材料、新型高能量密度材料等。随着计算机技术的不断发展及理论方法的改进,利用理论计算来模拟材料在高压下的物性变化成为可能。近年来,理论模拟逐渐成为材料设计、开发及性能测试的重要研究手段。利用理论模拟高压环境,获得新型功能材料已经取得了令人瞩目的研究成果。近期,我们课题组首次在理论上预测了一种新型的高温超导体H3S,其超导转变温度可达200 K。后续该理论研究成果被国外实验研究者证实。这一研究成果充分说明理论模拟能够有效指导实验获得新型材料。基于这样的研究思路,我采用第一性原理方法对高能量密度材料进行了深入而系统的研究,理论上预测了多种性能优异的高能材料。高能密度材料(High Energy Density Material,简称HEDM)可用作...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1计算模拟与实验合成关系图

图1.1计算模拟与实验合成关系图料的计算和模拟离不开对量子力学的计算，求解大量的方程需要计持。近些年来，计算机技术不断取得突破，计算程序不断发展同时也不断提高。一代代科学家不断完善量子力学理论，加上计算机运高，使得计算机能够完成对材料的模拟和设计。计算原理方法与计成，共同促进....

图1.2水的相图

算法(geneticevolutionalgorithm)[2]、随机取样算法(randomgsearching)[3]、极小跳跃算法(minimumhopping)[4]、模拟退火算法(simulatedannealing)[5]等。结合一性原理方法，发展了多种结构搜....

图1.3地球内部的环境

图1.3地球内部的环境除了物理学和材料学外，高压科学还促进了其它多种学科共同发展，地学、天体物理、生命科学、信息科学等也都不断取得创新性突破。因而，在功能材料、能源材料、环境保护、地球内部资源开发，海洋资源利用等领域，高压科学取得的重大成就，很大程度上推动了高科技产业的开发和....

图1.4cg-N的结构图

的结构[24]。从这时候开始，氮的高压相研究得到了广泛的关，德国科学家Eremets等人首次合成出了cg-N，它们采用的对顶砧实验装置，实验条件为110GPa和2000K，单键立方氮相，从而真正意义上获得单键形式的氮[6]。在图1.4中可以看型的共价晶体，每一....

本文编号：3989505