高压下P42/mnm和Pnnm晶体结构SnO2密度泛函研究

摘要：

采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波超软赝势法,用广义梯度近似(GGA) PBE交换相关泛函,对P42/mnm和Pnnm晶体结构SnO2的力学性质进行第一性原理计算.计算表明,两种结构SnO2的晶体结构参数与实验和理论值符合较好.随着压强的增大,P42/mnm型SnO2的生成焓呈抛物线状缓慢增大,Pnnm型SnO2的生成焓为一直线迅速上升.P42/mnm结构弹性常数随压强增加规律增大,Pnnm结构弹性常数无规律性变化,外界压强为11.06 GPa时发生相变.两结构中低指数面中Pnnm结构的{100)晶面族之间滑移的可能性最大、最不稳定,{001}晶面族间结合最牢固.金红石型SnO2维氏硬度计算理论值为10.49 GPa,Pnnm结构为11.42 GPa.德拜温度计算表明,结构对称性高低的差异,造成P42/mnm结构德拜温度在一个小范围内波动,而Pnnm结构德拜温度在8～10 GPa内有突变,呈缓慢下降的趋势.

关键词：氧化锡、压强、第一性原理、相变、弹性系数、德拜温度

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分类号：O641.12(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家自然科学联合基金u0837601;云南省创新团队2009CI003;稀贵金属综合利用新技术国家重点实验开放课题SKL-SPM-201510

在线出版日期：2017-03-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：81-88