钨晶体生长的数值模拟与晶习预测

摘要：

使用Material Studio 7.0软件创建W晶体中(310),(101),(012)和(111)晶面的真空slab模型,利用密度泛函理论(DFT)对各晶面slab模型作总能量、表面能和电子结构的计算.采用BFDH(Bravais-Friedel-Donnary-Harker)和Equilibrium Morphology模型对W晶体与各晶面的slab模型的生长习性进行计算并预测其理论晶习.在晶体生长过程中,当(012)面为主要显露面时晶体能量状态稳定,存在有一定的热力学稳定性.当(310)和(101)面为主要显露面时晶体能量稳定性较差,在晶体生长过程中容易消失.费米能级最高的(101)面前线价电子活跃,存在可与晶体生长基元键合的"活性点".费米能级最小的(012)面前线价电子稳定,存在电子结构动力学相对稳定性.(101)面slab模型的最小能区宽度最小,而态密度峰值最大,表明其内层电子相对稳定.此外,BFDH和Equilibrium Morphology模型对W晶体的晶习预测表明最重要的生长面是(001)晶面,这与各晶面slab模型的晶习预测结果一致.通过Equilibrium Morphology模型模拟的W理论晶习呈正多面体与实际生长情况相近.

关键词：W;电子结构;晶习预测;表面能

所属期刊栏目：45

分类号：TG146.4+11(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金项目51564019,51674125

在线出版日期：2021-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：848-856