高壓下釩的結(jié)構(gòu)相變的第一性原理計(jì)算研究.pdf

1、揚(yáng)州大學(xué)碩士學(xué)位論文高壓下釩的結(jié)構(gòu)相變的第一性原理計(jì)算研究姓名：劉海平申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：凝聚態(tài)物理指導(dǎo)教師：曾祥華20080501劉海平：高壓下釩的結(jié)構(gòu)相變的第一性原理計(jì)算研究l摘要同一種物質(zhì)有著不同的晶體結(jié)構(gòu)，不同的晶體結(jié)構(gòu)對(duì)其作為材料的性能有很大的影響，所以結(jié)構(gòu)相變及其相變機(jī)制的研究對(duì)于許多領(lǐng)域如材料科學(xué)，地球科學(xué)，化學(xué)物理科學(xué)是非常重要的。結(jié)構(gòu)相變及其相變機(jī)制的研究是最近實(shí)驗(yàn)和理論研究的熱點(diǎn)，如對(duì)相變材料Ge2Sb2Te5和

2、GeTe，固態(tài)氧，磁電材料BiFe03，低維的離子晶體的結(jié)構(gòu)相變研究以及對(duì)錒類金屬钚Pu結(jié)構(gòu)相變機(jī)制的研究等。過渡金屬釩由于有較高的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度疋，最近成為實(shí)驗(yàn)和理論研究的主題，對(duì)釩在高壓下的結(jié)構(gòu)相變研究文獻(xiàn)中存在分歧。本文運(yùn)用基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算研究了釩在高壓下的結(jié)構(gòu)相變，結(jié)構(gòu)相變序列為體心立方結(jié)構(gòu)菱面體結(jié)構(gòu)體心立方結(jié)構(gòu)，相變壓強(qiáng)分別為70GPa和380GPa。具體做了以下的工作：1、對(duì)釩的基態(tài)幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，常壓下釩

3、為體心立方結(jié)構(gòu)，優(yōu)化得到的平衡晶格常數(shù)、體模量與實(shí)驗(yàn)理論符合較好。給出了約化體積隨著壓強(qiáng)變化的關(guān)系圖，隨著壓強(qiáng)的增大，約化體積是逐漸減小的，減小的程度隨壓強(qiáng)的增大而變小，這些和實(shí)驗(yàn)上的結(jié)果定性符合的很好。2、計(jì)算研究了體心立方結(jié)構(gòu)的釩在高壓下發(fā)生什么結(jié)構(gòu)相變。通過對(duì)體心立方結(jié)構(gòu)的釩在不同壓強(qiáng)下剪切彈性系數(shù)C4。的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)當(dāng)壓強(qiáng)約95GPa時(shí)剪切彈性系數(shù)小于0，說明體心立方結(jié)構(gòu)的釩在此條件下是不穩(wěn)定的。通過計(jì)算后發(fā)現(xiàn)釩在高壓下不會(huì)發(fā)生體