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为研究Ti合金中常用的基体强化元素W对合金抗氧化性的作用,利用第一性原理方法计算了W掺杂对Ti合金氧化产物金红石TiO2中氧空位形成能的影响。计算发现,W可以显著增大其近邻位置的氧空位的形成能,使其增大将近0.7 eV,这将有效抑制氧空位的产生以及环境中氧的渗透,对Ti合金的抗氧化性是有益的。同时研究了2个氧空位组成的不同构型的空位对,发现W同样可以增大氧空位对的形成能,但增加的数值平均到每个氧空位只有0.2 eV,即随着氧化的加剧和氧空位浓度的增加,W对抗氧化性能提高的效果减弱。电子态密度分析表明,对于不同构型的氧空位对,体系内的未配对电子分布在不同的能级水平,这导致了不同的空位形成能。 相似文献
12.
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法,研究了M2CoA型Heusler合金Mn2CoAl、Mn2CoSi、Ti2CoAl和Ti2CoSi的电子结构和磁学性质。发现Heusler合金Mn2CoAl是亚铁磁性自旋无带隙半导体,Mn2CoSi与Ti2CoAl是亚铁磁性自旋半金属,而Ti2CoSi是铁磁性自旋半金属。它们的总自旋磁矩均为整数,符合Slater-Pauling规则。然后,在分析电子能带结构和态密度的基础上,探讨了自旋无带隙半导体与半金属性的根源。最后,声子谱和弹性常数计算结果表明所有M2CoA型Heusler合金在晶格动力学和力学上均是稳定的。 相似文献
硒（Se）掺杂可以大幅提高锗碲（GeTe）相变存储材料的再结晶温度,使其具有更高的服役温度和更好的数据保持力,然而Se掺杂对GeTe微观结构和电学性质的影响机制尚不清楚。采用第一性原理计算方法,对Se掺杂GeTe相变存储材料的几何构型、成键性质和电子性质进行了理论研究。结果表明,对于GeTe完美晶体,掺杂的Se原子优先取代Te原子。而对含本征Ge空位的GeTe体系,Se倾向于取代与Ge空位最近邻的Te原子。Se原子与Ge空位具有吸引作用,抑制了Ge空位的移动,从而提高其再结晶温度。Se掺杂导致含Ge空位的菱方相体积收缩,带隙减小,而使含Ge空位的面心立方相体积膨胀,带隙增大。Se掺杂减小了GeTe两晶相的体积差异。计算结果为解释实验中Se掺杂导致的奇特相变性质提供了重要线索。 相似文献