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相似文献
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1.
Hf-C体系的高压结构预测及电子性质第一性原理模拟   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
彭军辉  曾庆丰  谢聪伟  朱开金  谭俊华 《物理学报》2015,64(23):236102-236102
本论文中, 采用晶体结构预测软件USPEX结合第一性原理方法全面地搜索了Hf-C体系在高压下的晶体结构, 预测得到了两种新的化合物及HfC在高压下的相变路径. 压力低于100 GPa 时, 除了常压下的结构HfC, Hf3C2, Hf6C5, 并没有得到新的热力学稳定结构. 在200 GPa时, 预测得到了一种新化合物——Hf2C, 空间群为I4/m; 且HfC的结构发生了相变, 空间群由Fm3m变为C2/m. 在300 GPa时, 预测得到了另一种新化合物——HfC2, 空间群为Immm. 而在400 GPa时, HfC的结构再次发生相变, 空间群为Pnma. 通过能量计算, 得到了Hf-C体系的组分-压力相图: 在压力分别低于15.5 GPa和37.7 GPa时, Hf3C2和Hf6C5是稳定的; 压力分别大于102.5 GPa和215.5 GPa时, Hf2C和HfC2变成稳定化合物; HfC的相变路径为Fm3m→C2/m→Pnma, 相变压力分别为185.5 GPa 和322 GPa. 经结构优化后, 得到了这四种高压新结构的晶体学数据, 如晶格常数、原子位置等, 并分析了其结构特点. 对于Hf-C 体系中的高压热力学稳定结构, 分别计算了其弹性性质和声子谱曲线, 证明是力学稳定和晶格动力学稳定的. 采用第一性原理软件VASP模拟高压结构的能带结构、态密度、电子局域函数和Bader 电荷分析, 发现HfC(C2/m, Pnma结构), Hf2C 和HfC2 中Hf-C 键具有强共价性、弱金属性和离子性, 且C-C 间存在共价作用.  相似文献   

2.
利用密度泛函理论B3LYP方法,在6-311G*水平上对碱金属氮化物(K3N)n(n=1,…,5)团簇各种可能构型进行几何结构优化,预测各团簇的最稳定结构,并对其成键特性、电荷分布、振动特性及稳定性进行分析研究.结果表明,随着n的增大,(K3N)n(n=1,…,5)团簇的最稳定结构逐渐由平面结构向空间立体结构转变,(K3N)4、(K3N)5团簇为类似晶体的层状结构;团簇中N原子的配位数以5、6较多见;团簇中N原子的平均自然电荷为-1.608e,K原子的平均自然电荷为+0.550e,K-N键为较强的离子键;(K3N)4团簇有相对较高的动力学稳定性.  相似文献   

3.
采用基于密度泛函的第一性原理方法研究了(Si3-xCux)N4(x=0,0.25,0.5,0.75,1)晶体的稳定性、力学性能和电子结构,分析了Cu掺杂对β-Si3N4力学性能的影响机制.结果表明,(Si3-xCux)N4为热力学稳定结构,Cu掺杂降低了β-Si3N4的稳定性.由弹性常数和Voigt-Reuss-Hill近似看出,(Si3-xCux)N4满足波恩力学稳定性判据,Cu掺杂使得β-Si3N4的体模量、剪切模量和杨氏模量降低,当x=0时,(Si3-xCux)N4的体模量、剪切模量和杨氏模量最大,分别为234.3 GPa、126.7 GPa和322.1 GPa.根据泊松比和G/B值判断出(...  相似文献   

4.
用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对(Ca3N2)n(n=1—4)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的振动特性、成键特性、电荷特性和稳定性等进行了理论分析.结果表明,(Ca3N2)n(n=1—4)团簇最稳定构型中N原子为3—5配位,Ca—N键长为0.231—0.251nm,Ca—Ca键长为0.295—0.358nm;N原子的自然电荷在-1.553e—-2.241e之间,Ca原子的自然电荷在1.035e—1.445e之间,Ca和N原子间相互作用呈现较强的离子性,Ca3N2和(Ca3N2)3团簇有相对较高的动力学稳定性. 关键词: 3N2)n(n=1—4)团簇')" href="#">(Ca3N2)n(n=1—4)团簇 密度泛函理论 结构与性质  相似文献   

5.
N-取代酰胺-二苯酮体系光化夺氢反应活泼自由基的ESR研究   总被引:3,自引:2,他引:1  
本文用自由基捕捉剂2,3,5,6-四甲基亚硝基苯(ND)及苯亚甲基叔丁基氮氧化物(PBN)与ESR相结合的方法研究了十二种取代酰胺RC6H4NHC(0)CH3(R-CH3、Cl、Br、H、NO2)、C6H5N(R)C(0)CH3(R=CH3、C2H5)及HC(0)NR2(R-CH3、C2H5)与二苯酮光化夺氢反应中的活泼自由基。结果表明: 1.对于RC6H4NHC(0)CH3,二苯酮夺取氮上H形成R-C6H4NC(0)CH3自由基。 2.对C6H5N(R)C(0)CH3及HC(O)NR2,二苯酮夺取与羰基相连的甲基氢、羰基上氢及与N相连碳上的氢分别形成 C6H5N(R)C(0)CH2、C(0)NR2、C6H5N(CHR')C(0)CH3及。  相似文献   

6.
研究了氟化膦类系列配位体(GPF2:G=F,Et2N,Me2N,C5H10N,nPrO,PhO,neoPnO,2,5-diMePh,isoPr,etc.)及其与金属镍(0)(I)(0)(I)形成的配合物的核磁共振氟谱化学位移的定量分子建模,发现了其中的一些有用规律.  相似文献   

7.
SrNb2O6-NaNbO3-LiNbO3赝三元系相图的研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
本文用X射线衍射、热处理及差热分析等方法测定了SrNb2O6-NaNbO3-LiNbO3赝三元系的室温截面及相应的SrNb2O6-NaNbO3,SrNb2O6-LiNbO3和NaNbO3-LiNbO3等三个赝二元系相图;粗略地研究了Sr0.42Na0.16NbO3-LiNbO3系的纵截面;含5mol%LiNbO3及10mol%LiNbO3的SrNb2O6-NaNbO3的纵截面。确定了室温Sr2Na(NbO3)5(以下略为S2N)相为四方钨青铜结构。其点阵常数为a=12.36?,c=3.906?.LiNbO3在S2N相内的溶解度可达~10mol%,当LiNbO3含量超过5mol%时,S2N相畸变为S2N′相。S2N′相为正交晶系。实验确定室温S2N(S2N′)相系亚稳相。在900-1100℃长时间退火即分解为SrNb2O6和以NaNbO3为基的固溶体的混合物。 关键词:  相似文献   

8.
乌晓燕  孔明  李戈扬  赵文济 《物理学报》2009,58(4):2654-2659
采用反应磁控溅射法制备了一系列具有不同Si3N4层厚度的AlN/Si3N4纳米多层膜,利用X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的微结构和力学性能.研究了Si3N4层在AlN/Si3N4纳米多层膜中的晶化现象及其对多层膜生长结构与力学性能的影响.结果表明,在六方纤锌矿结构的晶体AlN调制层的模板作用下,通常溅射条件下以非晶态存在的Si3N4层在其厚度小于约1nm时被强制晶化为结构与AlN相同的赝形晶体,AlN/Si3N4纳米多层膜形成共格外延生长的结构,相应地,多层膜产生硬度升高的超硬效应.Si3N4随层厚的进一步增加又转变为非晶态,多层膜的共格生长结构因而受到破坏,其硬度也随之降低.分析认为,AlN/Si3N4纳米多层膜超硬效应的产生与多层膜共格外延生长所形成的拉压交变应力场导致的两调制层模量差的增大有关. 关键词: 3N4纳米多层膜')" href="#">AlN/Si3N4纳米多层膜 外延生长 赝晶体 超硬效应  相似文献   

9.
以Fe(SR)6为桥的系列钼铁硫双立方烷化合物(Et4N)4[(MoFe3S4(SR)3)2Fe(SR)6],R=ph,o-tol,m-tol和p-tol的磁极矩和1H-NMR数据作了报导和分析,并与类似的化合物作比较,讨论了它们的电子结构和磁结构。在类立方烷单元[MoFe3S4]中未配对电子有明显的离域性,过渡金属原子之间有很强的反铁磁偶合作用。整个分子形成三个基本上相互独立的磁性中心。  相似文献   

10.
纳米Cu3N薄膜的制备与性能   总被引:6,自引:0,他引:6       下载免费PDF全文
采用柱状靶多弧直流磁控溅射法,100℃基底温度下在玻璃衬底上制备了纳米氮化铜(Cu33N)薄膜.用x射线衍射研究了不同氮气分压对Cu33N薄膜晶体结构 及晶粒尺寸的影响.结果显 示薄膜由Cu33N和Cu的纳米微晶复合而成,其中Cu33N纳米微晶具有 立方反ReO33结构.通 过原子力显微镜对薄膜表征显示,膜表面比较光滑,具有较低的粗糙度.x射线光电子能谱对 薄膜表面的成分分析表明,Cu3 关键词: 氮化铜薄膜 多弧直流磁控溅射 3结构')" href="#">立方反ReO33结构  相似文献   

11.
《中国物理 B》2021,30(5):57101-057101
Based on ab initio density functional theory calculations, we demonstrate that two carbon-doped boron nitride analog of α-graphyne structures, B_3C_2N_3 and BC_6 N monolayers, are two-dimensional direct wide band gap semiconductors, and there are two inequivalent valleys in the vicinities of the vertices of their hexagonal Brillouin zones. Besides, B_3C_2N_3 and BC_6 N monolayers exhibit relatively high carrier mobilities, and their direct band gap feature is robust against the biaxial strain. More importantly, the energetically most favorable B_3C_2N_3 and BC_6 N bilayers also have direct wide band gaps, and valley polarization could be achieved by optical helicity. Finally, we show that BC_6 N monolayer might have high efficiency in photo-splitting reactions of water, and a vertical van der Waals heterostructure with a type-II energy band alignment could be designed using B_3C_2N_3 and BC_6 N monolayers. All the above-mentioned characteristics make B_3C_2N_3 and BC_6 N monolayers, bilayers, and their heterostructures recommendable candidates for applications in valleytronic devices,metal-free photocatalysts, and photovoltaic cells.  相似文献   

12.
结合1H NMR,13C NMR谱,分别对钨、钼配合物{WO2(C10H6O2)2(C5H11N2)2[H2N(CH2)3NH2]}3(1),{(C5H11N2)2[H2N(CH2)3NH2][MoO2(C10H6O2)2]}(2),{(C7H12N2)2[MoO2(C10H8O2)2]}(3)晶体结构中小分子环进行了归属.其中,配合物1和2中(C5H11N2)+的NMR研究证实了六元环由1,3-丙二胺和乙腈化合而成,配合物3中(C7H12N2)2+的NMR谱图证实了七元环由乙二胺和乙酰丙酮化合而成,并且推导出这些亲核加成-消除反应的反应机理.配合物1~3中的小分子环的合成在其它体系中尚未见报导,而在合成它们的反应中作为新产物随主体晶体析出,并由晶体结构解析和NMR得到了证实.  相似文献   

13.
彭军辉 《计算物理》2020,37(5):603-611
基于第一性原理方法,探索M-Al-N(M=Ti,Zr,Hf)结构的稳定性,计算其力学性质.计算M-Al-N化合物的能量,发现除实验已知的结构Ti2AlN和Ti4AlN3、Zr2AlN、Hf2AlN外,还存在两种新的热力学稳定结构Zr4AlN3、Hf4AlN3.弹性常数和声子谱的计算,表明这两个结构是力学稳定和晶格动力学稳定的.计算M2AlN和M4AlN3的力学性质,发现它们具有高的体模量、剪切模量、弹性模量、维氏硬度等;分析其力学性质随组分比例、组成元素的变化规律,为该类材料的选择和应用提供理论依据.最后计算M2AlN和M4AlN3的电子态密度和分态密度、电子密度分布、Mulliken群分析等.  相似文献   

14.
《中国物理 B》2021,30(7):77403-077403
Discovery of a new superconductor with distinct crystal structure and chemistry often provides great opportunity for further expanding superconductor material base, and also leads to better understanding of superconductivity mechanisms. Here, we report the discovery of superconductivity in a new intermetallic oxide Hf_3Pt_ Ge_2O synthesized through a solid-state reaction. The Hf_3Pt_ Ge_2O crystallizes in a cubic structure(space group Fm-3 m) with a lattice constant of a = 1.241 nm, whose stoichiometry and atomic structure are determined by electron microscopy and x-ray diffraction techniques. The superconductivity at 4.1 K and type-II superconducting nature are evidenced by the electrical resistivity, magnetic susceptibility, and specific heat measurements. The intermetallic oxide Hf_3Pt_ Ge_2O system demonstrates an intriguing structural feature that foreign oxygen atoms can be accommodated in the interstitial sites of the ternary intermetallic framework. We also successfully synthesized a series of Hf_3Pt_ Ge_2O1+δ(-0.25 ≤δ≤ 0.5), and found theδ-dependent superconducting transition temperature Tc. The atomic structure and the electronic structure are also substantiated by first-principles calculations. Our results present an entirely new family of superconductors with distinct structural and chemical characteristics, and could attract research interest in further finding new superconductors and exploring novel physics pertaining to the 5 d-electron in these intermetallic compound systems.  相似文献   

15.
翟顺成  郭平  郑继明  赵普举  索兵兵  万云 《物理学报》2017,66(18):187102-187102
利用密度泛函和含时密度泛函理论研究了氧(O)和硫(S)原子掺杂的石墨相氮化碳(g-C_3N_4)_6量子点的几何、电子结构和紫外-可见光吸收性质.结果表明:掺杂后(g-C_3N_4)_6量子点杂质原子周围的C-N键长发生了一定的改变,最高电子占据分子轨道-最低电子未占据分子轨道(HOMO-LUMO)能隙显著减小.形成能的计算表明O原子取代掺杂的(g-C_3N_4)_6量子点体系更稳定,且O原子更易取代N3位点,而S原子更易取代N8位点.模拟的紫外-可见电子吸收光谱表明,O和S原子的掺杂改善了(g-C_3N_4)_6量子点的光吸收,使其吸收范围覆盖了整个可见光区域,甚至扩展到了红外区.而且适当的杂质浓度使(g-C_3N_4)_6量子点光吸收在强度和范围上都得到明显改善.通过O和S掺杂的比较,发现二者在可见光区对(g-C_3N_4)_6量子点的光吸收有相似的影响,然而在长波长区域二者的影响有明显差异.总体而言,O掺杂要优于S掺杂对(g-C_3N_4)_6量子点光吸收的影响.  相似文献   

16.
FeN thin films were deposited on glass substrates by dc magnetron sputtering at different Ar/N2 discharges. The composition, structure and the surface morphology of the films were characterized using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD), and atomic force microscopy (AFM). Films deposited at different nitrogen pressures exhibited different structures with different nitrogen contents, and the surface roughness depended on the mechanism of the film growth. Saturation magnetization and coercivity of all films were determined using superconducting quantum interference device, which showed that if N2/(Ar+N2) flow ratio was equal to or larger than 30% the nonmagnetic single-phase γ″-FeN appeared. If N2/(Ar+N2) flow ratio was less than 10%, the films consisted of the mixed phases of FeN0.056 and γ′-Fe16N2, whose saturation magnetizations were larger than that of -Fe. If N2/(Ar+N2) flow ratio was 10%, the phases of γ′-Fe4N and -Fe3N appeared, whose saturation magnetizations were lower than that of -Fe.  相似文献   

17.
AISI 316L stainless steel was laser surface treated with different compositions of Si3N4 and Ti under various laser-processing parameters to improve its surface hardness through reinforcement of Ti-based silicides. The laser-treated regions exhibited improved surface hardness (250–1000 HV), variations in the surface morphology (smooth and bowl like) and presence of cracks and pores depending upon the Si3N4–Ti composition and laser-processing parameters. The study shows that when the Si3N4–Ti composition is 75–25 wt% and laser parameters are 1.5 kW laser power and 1.0 m min−1 scan speed, a laser-treated region with high hardness of about 800 HV and smooth surface morphology as well as free from pores and cracks is observed. The X-ray diffractometer (XRD) and Energy-Dispersive Spectroscopy (EDS) analyses show that the laser surface-treated region has reinforced phase of Ti5Si3 and retained austenitic structure. The reinforced phase gives rise to very high hardness (or wear resistance) and also a corrosion resistance.  相似文献   

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