NaH高压相变、弹性和热力学性质的第一性原理研究

发布时间：2019-07-13 17:27

【摘要】：基于密度泛函理论,通过平面波赝势方法计算研究了NaH的高压结构相变、弹性和热力学性质.详细计算了NaH的平衡晶格常数a0,弹性常数Cij,体积弹性模量B0及其导数B0′.结果显示:本文计算值与实验值和其他理论值一致.利用吉布斯自由能等熵条件计算发现,NaH从B1结构向B2结构发生相变时的相变压为30.5GPa,体积塌缩率为4.5%,与实验值(29.3±0.9)GPa接近,但小于其他理论计算值(37.0GPa).采用静水有限应变技术计算研究了弹性常数Cij、弹性波速、德拜温度ΘD、弹性各向异性因子随压力的变化关系.根据准谐德拜模型,计算研究了NaH的热容Cv和热吸收系数α等热力学性质.所选择的压力范围为0~50GPa,温度范围为0~1500K.
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图片说明： 、弹性和热力学性质的第一性原理研究于外界条件的影响使得晶体内部原子振动发生变化，晶格产生畸变，晶胞体积也随之改变．图２（ｂ）为ＮａＨ归一化体积ＶＰ／Ｖ０随压力的变化关系，其中Ｖ０为基态Ｂ１相ＮａＨ的体积．Ｂ１相在相变压Ｐｔ处的归一化体积为ＶＢ１（Ｐｔ）／Ｖ０＝０．６０４，Ｂ２相为ＶＢ２（Ｐｔ）／Ｖ０＝０．５５９．相变时，ＮａＨ晶胞的体积塌缩率ΔＶＰ／Ｖ０约为４．５％．图１ＮａＨ能量－体积曲线Ｆｉｇ．１ＴｏｔａｌｅｎｅｒｇｙａｓａｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｖｏｌｕｍｅｆｏｒＮａＨ图２ＮａＨ焓差（ａ）和归一化体积（ｂ）随压力的变化关系．Ｆｉｇ．２Ｅｎｔｈａｌｐｙｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（ａ）ａｎｄｎｏｒｍａｌｉｚｅｄｖｏｌｕｍｅ（ｂ）ａｓａｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅｆｏｒＮａＨ．表１零压时，ＮａＨ晶格常数ａ０，，体积弹性模量Ｂ０及其导数Ｂ０′，弹性常数Ｃｉｊ．Ｔａｂ．１Ｖａｌｕｅｓｏｆｌａｔｔｉｃｅｃｏｎｓｔａｎｔａ０，ｂｕｌｋｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｉｔｓｐｒｅｓｓｕｒｅｄｅｒｉｖａｔｉｖｅａｎｄｅｌａｓｔｉｃｃｏｎｓｔａｎｔｓＣｉｊｆｏｒＮａＨａｔｚｅｒｏｐｒｅｓｓｕｒｅ．ａ０／姒Ｂ０／ＧＰａＢ０＇Ｃ１１／ＧＰａＣ１２／ＧＰａＣ４４／ＧＰａＢ１本文４．８２７２１．７３．８３４２．７１１．３２２．５文献［１２］４．７７２２１．６３．７６５３．２１４．８２２．７文献［１］１９．４±２．０４．
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图片说明： ．图２（ｂ）为ＮａＨ归一化体积ＶＰ／Ｖ０随压力的变化关系，其中Ｖ０为基态Ｂ１相ＮａＨ的体积．Ｂ１相在相变压Ｐｔ处的归一化体积为ＶＢ１（Ｐｔ）／Ｖ０＝０．６０４，Ｂ２相为ＶＢ２（Ｐｔ）／Ｖ０＝０．５５９．相变时，ＮａＨ晶胞的体积塌缩率ΔＶＰ／Ｖ０约为４．５％．图１ＮａＨ能量－体积曲线Ｆｉｇ．１ＴｏｔａｌｅｎｅｒｇｙａｓａｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｖｏｌｕｍｅｆｏｒＮａＨ图２ＮａＨ焓差（ａ）和归一化体积（ｂ）随压力的变化关系．Ｆｉｇ．２Ｅｎｔｈａｌｐｙｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（ａ）ａｎｄｎｏｒｍａｌｉｚｅｄｖｏｌｕｍｅ（ｂ）ａｓａｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅｆｏｒＮａＨ．表１零压时，ＮａＨ晶格常数ａ０，体积弹性模量Ｂ０及其导数Ｂ０′，弹性常数Ｃｉｊ．Ｔａｂ．１Ｖａｌｕｅｓｏｆｌａｔｔｉｃｅｃｏｎｓｔａｎｔａ０，ｂｕｌｋｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｉｔｓｐｒｅｓｓｕｒｅｄｅｒｉｖａｔｉｖｅａｎｄｅｌａｓｔｉｃｃｏｎｓｔａｎｔｓＣｉｊｆｏｒＮａＨａｔｚｅｒｏｐｒｅｓｓｕｒｅ．ａ０／姒Ｂ０／ＧＰａＢ０＇Ｃ１１／ＧＰａＣ１２／ＧＰａＣ４４／ＧＰａＢ１本文４．８２７２１．７３．８３４２．７１１．３２２．５文献［１２］４．７７２２１．６３．７６５３．２１４．８２２．７文献［１］１９．４±２．０４．４０±０．５０文献［２３］４．７０８２８．０文献［７］４．８２０，４．８８７文献［８］４．７３０，
【作者单位】： 中国工程物理研究院激光聚变研究中心;南京理工大学电光学院;西华师范大学物理与空间科学学院;
【分类号】：O521.2

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本文编号：2514164