任元
,
张超
,
刘学杰
,
谭心
,
魏怀
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.05.018
针对 Nb-Si-N 纳米复合薄膜在沉积过程中各原子的成核过程和生长取向,采用基于密度泛函理论(DFT)第一性原理超软赝势平面波计算方法分别计算了Nb、Si、N各单原子在NbN(001)表面6个对称位的吸附作用和迁移过程.吸附作用的计算获得各原子的势能面,其中Nb 在NbN(001)表面最低能量位置为HL位,N、Si 最低能量位置处于 HL 位与 TopN 位之间.势能面计算结果确定各单原子在 NbN(001)表面迁移的路径分别为,Nb 原子和 Si 原子均为从 TopN位置迁移到 HL 位置；N 原子分别从 TopNb 位置和TopN-HL位置迁移到 HL 位置.Nb、Si、N 各单原子在NbN(001)表面迁移激活能分别为0．32,0．69和1．32 eV.
关键词:
Nb-Si-N
,
表面吸附
,
表面迁移
,
密度泛函计算
谭心
,
李瑜庆
,
刘学杰
,
贾亦超
材料导报
采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法,研究了具有置换型界面的Ti-Si-N的结构、弹性常数及热力学性质.在计算热力学性质时,先计算一组不同晶格常数下的Ti-Si-N的声子谱及相应的静态总能,由此得到不同晶格常数下的自由能；再由准谐近似及自由能极小判据得到自由能与温度的关系,进而计算热膨胀系数、定容摩尔热容及定压摩尔热容与温度的关系.计算结果说明制备Ti-Si-N及类似薄膜时,要选择合适的基底、温度等条件.
关键词:
第一性原理
,
Ti-Si-N
,
热力学性质
谭心
,
王洋洋
,
贾亦超
,
李瑜庆
材料导报
利用基于密度泛函理论的赝势平面波方法,研究了fcc-TiN在不同压力下的稳定性以及电子结构.通过焓压计算得到TiN由fcc结构到bcc结构的相变压力值约为350 GPa,并研究了fcc-TiN的力学稳定性.对fcc-TiN以及bcc-TiN的电子结构进行计算,对得到的电荷密度、能带结构以及电子态密度进行综合分析和比较,发现随着压力的增加TiN的金属性降低.
关键词:
TiN
,
第一性原理
,
高压
,
电子结构
刘学杰
,
张素慧
,
姜永军
,
任元
,
谭心
人工晶体学报
为了探究纳米金刚石复合薄膜中界面相粒子的微观行为,采用第一性原理方法计算了碳、硅单粒子在清洁金刚石(001)表面的吸附作用与迁移行为.包括C、Si粒子在金刚石(001)面四个高对称位置的构型总能和吸附能以及其在金刚石(001)表面的迁移激活能.结果表明:最稳定的构型是沿(001)生长方向沉积粒子与表面层两粒子相接,且C、Si粒子迁移激活能分别为2.824 eV、0.475 eV.两激活能的差异表明:添加Si能显著促进碳粒子的扩散并形成更加致密的纳米金刚石复合薄膜.
关键词:
纳米金刚石
,
复合表面
,
迁移激活能
,
第一性原理
谭心
,
王洋洋
,
贾亦超
,
李瑜庆
,
穆庆鸽
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.04.030
基于平面波赝势的第一性原理方法,对TiN的B1(NaCl)和B2(CsCl)以及B3(闪锌矿)复合结构的力学性能以及焓与压力之间的关系进行了研究,并讨论了它们的相对稳定性.通过研究分析可知,TiN在347 GPa左右时会发生从B1到B2的结构相变,在-17.5 GPa左右时会发生从B1到B3的结构相变.由声子频率对压强的依赖关系可知频率和带隙随着压力的增加而增加.另外高温区TiN的热膨胀系数受温度的影响较小.
关键词:
第一性原理
,
相变
,
热力学性质
,
振动
刘学杰
,
任元
,
孙士阳
,
谭心
,
贾慧灵
材料导报
为了准确地实现Ti-Si-N纳米复合薄膜生长过程动力学蒙特卡罗(KMC)仿真,采用简单原子之间的有效势拟合了第一性原理计算单粒子在TiN(001)表面的吸附作用和迁移行为.通过计算分别获得Ti、Si、N单粒子沉积在TiN(001)表面有效势的计算参数a、r0和u0.Ti、Si、N单粒子在TiN(001)表面吸附能和迁移激活能拟合相对误差均小于5％,Ti、Si、N单粒子在TiN(001)表面绕2N2Ti岛迁移激活能相对误差小于10％.对势Morse势可以描述简单键性的作用力,对于较复杂的键性其计算原子之间相互作用的准确度降低.
关键词:
复合材料
,
有效作用势
,
Ti-Si-N薄膜
,
势能面
,
拟合
谭心
,
李瑜庆
,
刘学杰
,
信振洋
,
李智
,
张安萍
材料导报
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了二元的fcc-HfN和三元分散相fcc-Hf1-xSi,N及fcc-HfSixN1-x的原子结构、电子结构与弹性性质.计算提供了HfN和置换固溶体Hf1-xSi,N及 HfSixN1-x的晶格常数、内聚能、弹性常数和电子态密度.结果表明,HfN及其固溶体Hf1-xSixN、HfSix N1-x都呈现出金属性,并且其加Si后更具金属性,HfSix N1-x的力学性能有所改善,Hf1-xSixN的综合性能(除G44基本不变外)有所下降,随着x的增大这种趋势越发明显,这些是由于电子结构的改变引起的.
关键词:
Hf-Si-N
,
第一性原理
,
力学性能
,
态密度
任元
,
刘学杰
,
谭心
,
郭金鸽
,
孙士阳
材料导报
综述了Ti-Si-N超硬纳米复合薄膜结构形式的研究进展.介绍了研究者对Si原子在Ti-Si-N中形成的晶界是否为晶态的认识与研究,阐述了Si原子在Ti-Si-N中所形成的界面结构形式的研究现状以及Ti-Si-N薄膜沉积过程中的形成机制,并展望了Ti-Si-N超硬纳米复合薄膜今后的研究方向.
关键词:
Ti-Si-N薄膜
,
纳米复合结构
,
界面结构
