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第一性原理研究硫化镉高压相变及其电子结构与弹性性质

周平 王新强 周木 夏川茴 史玲娜 胡成华

第一性原理研究硫化镉高压相变及其电子结构与弹性性质

周平, 王新强, 周木, 夏川茴, 史玲娜, 胡成华
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  • 采用第一性原理研究了CdS的六方纤锌矿(WZ), 立方闪锌矿(ZB) 和岩盐矿(RS)相在高压条件下的相稳定性、 相变点、电子结构以及弹性性能.WZ相与RS 相可以在相应的压强范围内稳定存在, 而ZB相不能稳定存在.压强大于2.18 GPa时, WZ相向RS相发生金属化相变.WZ相中S原子电负性大于Cd, 且电负性差值小于1.7, CdS的WZ相为共价晶体.高压作用下, S原子半径被强烈压缩, 有效核电荷增加, 对层外电子吸引能力提高, 电负性急剧增大, 导致S与Cd的电负性差值大于1.7, CdS的RS相以离子晶体存在. WZ相的C44随压强增加呈下降趋势, 导致WZ相力学不稳定, 并向RS相转变.当压强大于2.18 GPa时, RS相C11, C12随压强增加而增大, 并且C44保持稳定, 说明RS相具有良好的高压稳定性与力学性能.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-10-10
  • 修回日期:  2012-12-27
  • 刊出日期:  2013-04-05

第一性原理研究硫化镉高压相变及其电子结构与弹性性质

  • 1. 重庆大学物理学院, 重庆 401331;
  • 2. 重庆交通大学理学院, 重庆 400074

摘要: 采用第一性原理研究了CdS的六方纤锌矿(WZ), 立方闪锌矿(ZB) 和岩盐矿(RS)相在高压条件下的相稳定性、 相变点、电子结构以及弹性性能.WZ相与RS 相可以在相应的压强范围内稳定存在, 而ZB相不能稳定存在.压强大于2.18 GPa时, WZ相向RS相发生金属化相变.WZ相中S原子电负性大于Cd, 且电负性差值小于1.7, CdS的WZ相为共价晶体.高压作用下, S原子半径被强烈压缩, 有效核电荷增加, 对层外电子吸引能力提高, 电负性急剧增大, 导致S与Cd的电负性差值大于1.7, CdS的RS相以离子晶体存在. WZ相的C44随压强增加呈下降趋势, 导致WZ相力学不稳定, 并向RS相转变.当压强大于2.18 GPa时, RS相C11, C12随压强增加而增大, 并且C44保持稳定, 说明RS相具有良好的高压稳定性与力学性能.

English Abstract

参考文献 (36)

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