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科技成果(省校合作)
白城师院:镧系氮化物高压物性的第一性原理计算
 
    发布时间:2020-10-20 09:45:35    访问次数:87     返回
    

成果简介:利用基于密度泛函的第一性原理计算方法,研究了镧系氮
化物的压致结构相变以及压力对镧系氮化物力学性质、电学性质、光学性
质和热学性质的影响。在化合物结构方面,研究了晶格常数、压力对化合
物结构稳定性的影响以及发生结构转变的压力,预测新结构;在电子结构
的压力效应方面研究了压力对能带结构和带隙宽度的影响;在化合物的力
学性质方面研究了晶体弹性系数、体弹模量、剪切模量、声波的横向传播
速度、纵向传播速度、平均传播速度等随压力的变化规律;在化合物的热
学性质方面研究了德拜温度随压力的变化规律;在化合物的光学性质方面
研究了压力对介电函数、反射率和折射率等的影响及其物理机制。
本成果基于计算机模拟方法,通过构建物理模型,研究镧系氮化物在
高压下的物理性质,揭示压力对镧系氮化物物性影响的微观本质;发挥计
算机模拟运算周期短、成本低和可多次重复进行等优势,实现实验上难于
达到的极端条件,预测实验上尚未解决的问题。由于镧系氮化物具有相对
简单的晶体结构,对其高压物理性质的研究有助于更加清楚的认识其中的基
本规律,为研究其它元素晶体的高压相变机制和高压结构提供有益的线索。
研究团队:物理与电子信息学院杨晓翠教授研发团队
成果成熟度:试验室成果/小试
应用领域及市场前景:镧系氮化物具有许多奇特优异的物理性质,比
如高硬度、高熔点、良好的导电导热性和化学稳定性,这些奇特的性质广
泛应用于工业生产中,比如在反应堆中作为保护材料、防火材料,还可以
作为光学玻璃和陶瓷材料等。尤其 LaN 是中频红外区域光电子器件的合
适材料,也可以被用作涂层材料、电接触材料、扩散膜、减震层,将来有
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可能在二极管和三极管中得到应用。
本成果的研究工作不但丰富了国内外关于镧系氮化物高压物性的研
究成果,而且,我们采用的密度泛函理论与计算机模拟相结合的研究方法,
也为研究其它元素晶体的高压相变机制和高压结构提供了有益的线索。第
一性原理计算极大地拓展和延伸了人们的研究范围,从此理论研究在很大程
度上脱离了对实验的依赖性,甚至于超过了现在实验设备所能实现的条件。

联系人:杨晓翠    18943780622



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