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过渡金属化合物OsB2与OsO2低压缩性的第一性原理计算研究
引用本文:梁拥成,郭万林,方忠.过渡金属化合物OsB2与OsO2低压缩性的第一性原理计算研究[J].物理学报,2007,56(8).
作者姓名:梁拥成  郭万林  方忠
作者单位:1. 南京航空航天大学纳米科学研究所,南京,210016;中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室,北京,100080
2. 南京航空航天大学纳米科学研究所,南京,210016
3. 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室,北京,100080
基金项目:国家自然科学基金;国家重点基础研究发展计划(973计划);中国科学院知识创新工程项目;教育部创新团队发展基金;科技创新工程重大项目培育基金
摘    要:利用基于密度泛函理论平面波赝势法的第一性原理计算,研究了过渡金属化合物OsB2和OsO2的金红石相、黄铁矿相与萤石相三种结构在高压下的状态方程和结构特性以及OsO2可能的高压相变.理论计算结果支持OsB2与OsO2的萤石相是潜在超低可压缩性的硬性材料.同时,也分析了它们的电子结构,力求理解大体变模量和高硬度的微观机制.结果表明,可以利用过渡金属高的价电子浓度,掺入硼、氧、碳、氮等轻的元素形成强的方向键,这可能提供了一种合成超硬材料的新途径.

关 键 词:过渡金属化合物  密度泛函理论  低压缩性  高压

First principles studies of low-compressibility of transition-metal compounds OsB2 and OsO2
Liang Yong-Cheng,Guo Wan-Lin,Fang Zhong.First principles studies of low-compressibility of transition-metal compounds OsB2 and OsO2[J].Acta Physica Sinica,2007,56(8).
Authors:Liang Yong-Cheng  Guo Wan-Lin  Fang Zhong
Abstract:By the first principles plane-wave pseudopotential calculations based on the density functional theory,we studied the equations of states and structural properties of transition metal compounds OsB_2 and OsO_2 and the possible high pressure phase transitions of OsO_2.Three(rutile,pyrite and fluorite)phases of OsO_2 are studied under high pressure.The calculated results support the opinion that OsB_2 and the fluorite phase of OsO_2 should be potential ultralow-compressible hard materials.The microscopic mechanism of large bulk modulus and high hardness can be understood from the calculated electronic structures.It is therefore suggested that incorporating light elements(boron,oxygen,carbon or nitrogen)into transition metals with high valence electron densities is possibly a new way to prepare superhard materials.
Keywords:transition metal compounds  density functional theory  low-compressibility  high-pressure
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