第一性原理研究Mg2Si同质异相体的结构、电子结构和弹性性质

摘要：

在第一性原理框架下,采用赝势平面波方法研究了三种Mg2Si同质异相体的晶胞结构、电子结构和弹性性质随压强的变化关系.研究发现,反萤石结构Mg2Si、反氯铅矿结构Mg2Si和Ni2In型Mg2Si分别在压强为0—7GPa,7.5—20.2GPa和21.9—40GPa范围内能够保持结构稳定.计算获得了不同压强下Mg2Si的弹性常数、体模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比和各向异性因子,并探讨了压强对Mg2Si弹性性质的影响.接着还分析了三种同质异相体的电子密度、态密度、键长和布居数.结果表明：反萤石结构Mg2Si表现为半导体特征,反氯铅矿结构Mg2Si和Ni2In型Mg2Si都表现为金属特征;Si3p与Mg2p,3s轨道之间较强的杂化效应是Mg2Si同质异相体保持稳定的主要因素;反萤石结构Mg2Si中的Mg-Mg相互作用较强,而Ni2In型Mg2Si中的Mg-Si相互作用较强.计算结果与前人的实验数据和已有的理论研究结果一致.

关键词：态密度、电子结构、弹性常数、第一性原理

所属期刊栏目：60

分类号：O613.71(无机化学)

资助基金：国家自然科学基金11005088 11047186;河南省基础与前沿技术研究计划102300410241

在线出版日期：2012-04-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：578-588