FeSe和FeTe热力学性质的计算研究

论文摘要

弹性常数是晶体材料非常重要的物理量。材料的体积模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比等,是材料的力学性能的重要指标,对研究金属、光纤、半导体材料等的力学性质有重要意义。通过对它们进行研究,人们可以很好地对材料的其它力学性质进行理论分析和研究。材料的热力学性质是该材料在固态科学和工业应用中的基础。对其进行研究对我们了解材料处于高温高压等极端条件下的特定行为有很大的帮助。本论文在对课题的背景和国内外研究现状进行了深入分析的基础上,对四方结构的FeSe和FeTe的弹性和热力学性质进行了研究。首先,采用密度泛函理论框架下的全势线性缀加平面波方法,结合广义梯度近似,优化了原胞参数和原胞内的原子位置,得到了优化的四方结构FeSe和FeTe的晶格常数和体弹性模量,并结合弹性理论计算零温零压下它们的弹性常数和其它弹性模量。其次,由计算所得的零温零压下的E-V数据,运用考虑声子效应的准谐徳拜腜停⒔岷?GIBBS软件,模拟出了FeSe和FeTe的体积模数、热容量、热膨胀系数、德拜温度以及热容量随温度和压强的变化曲线,并对模拟结果分别进行了分析与讨论。发现:体弹模量与德拜温度都随压强增大而增大,随温度升高而减小;热容和热膨胀系数均随压强增大而减小,随温度升高趋于常数。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 硒化铁的研究背景及现状
• 1.2 碲化铁的研究背景及现状
• 1.3 相关原理的发展及应用
• 1.4 论文的研究意义、目的及内容
• 1.4.1 论文的研究意义
• 1.4.2 论文的研究目的与内容
• 第2章 理论基础与计算方法
• 2.1 密度泛函理论
• 2.1.1 Hohenberg-Kohn 定理
• 2.1.2 Kohn-Sham 方程
• 2.1.3 Born-Oppenheimer 绝热近似
• 2.1.4 Hartree-Fock 近似
• 2.2 交换相关能泛函
• 2.2.1 局域密度近似（LDA）
• 2.2.2 广义梯度近似（GGA）
• 2.3 全势线性缀加平面波方法
• 2.3.1 Muffin-tin 势
• 2.3.2 全势线性缀加平面波
• 2.4 弹性理论
• 2.5 准谐德拜模型
• 2.6 计算软件介绍
• 2.6.1 材料的弹性性质的计算软件介绍
• 2.6.2 材料的热力学性质的计算软件介绍
• 2.7 本章小结
• 第3章 硒化铁与碲化铁弹性性质的研究
• 3.1 引言
• 3.2 计算参数的选取及弹性计算
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 FeSe 的最优结构参数
• 3.3.2 FeTe 的最优结构参数
• 3.3.3 FeSe 的弹性性质
• 3.3.4 FeTe 的弹性性质
• 3.4 本章小结
• 第4章 硒化铁与碲化铁热力学性质的研究
• 4.1 引言
• 4.2 模拟方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 FeSe 的热力学性质
• 4.3.2 FeTe 的热力学性质
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参加的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介