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高温高压下过渡金属Ru的结构相变

卢志鹏 祝文军 卢铁城 孟川民 徐亮 李绪海

高温高压下过渡金属Ru的结构相变

卢志鹏, 祝文军, 卢铁城, 孟川民, 徐亮, 李绪海
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  • 采用基于密度泛函理论的第一性原理和准简谐晶格动力学方法对Ru的六角密排 (hcp)、面心立方 (fcc)、体心四方 (bct) 和体心立方 (bcc) 结构的磁性、晶格结构稳定性和高温高压下的相变进行了系统的研究. 计算获得了各相结构的磁性基态及其稳定性范围, 结果表明: 零温下在计算的压力范围内, NM-hcp 结构是Ru最稳定的结构, 压力的单独作用下并没有相变的发生; NM-fcc结构是Ru的亚稳定结构, 而NM-bcc和FM-bct结构在动力学上并不稳定. 高温高压下Ru将发生从NM-hcp到NM-fcc结构的相变, 并给出了Ru的温度压力相图.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11102194);冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室基金(批准号: 9140C670201110C6704, 9140C6702011103);中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号: 2012B0101002)和中国工程物理研究院双百人才基金(批准号: 032904)资助的课题.
    [1]

    Cazorla C, Alfé D, Gillan M J 2008 Phys. Rev. B 77 224103

    [2]

    Duthie J C, Pettifor D G 1977 Phys. Rev. Lett. 38 564

    [3]

    Friedel J 1969 The Physics of Metals (London: Cambridge University)

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    Heine V 1967 Phys. Rev. 153 673

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    Pettifor D G 1972 Metallurgical Chemistry (London: Her Majesty’s Stationery Office)

    [6]

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    Zheng-Johansson J X, Eriksson O, Johansson B 1999 Phys. Rev. B 69 6131

    [8]

    Cazorla C, Gillan M J, Taioli S, Alfé D 2007 J. Chem. Phys. 126 194502

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    Belonoshko A B, Simak S I, Kochetov A E, Johansson B, Burakovsky L, Preston D L 2004 Phys. Rev. Lett. 92 195701

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    Ding Y, Ahuja R, Shu J, Chow P, Luo W, Mao H K 2007 Phys. Rev. Lett. 98 085502

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    Liu C M, Cheng Y, Zhu B, Ji G F 2011 Physica B 406 2110

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    Occelli F, Farber D L, Badro J, Aracne C M, Teter D M, Hanfland M, Canny B, Couzinet B 2004 Phys. Rev. Lett. 93 095502

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    Watanabe S, Komine T, Kai T, Shiiki K 2000 J. Magn. Magn. Mater. 220 277

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    Wang W C, Shen Y X, Li J H, Liu B X 2006 J. Phys.: Condens. Matter 18 9911

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    Wang W C, Kong Y, He X, Liu B X 2006 Appl. Phys. Lett. 89 262511

    [22]

    Herper H C, Hoffmann E, Entel P 1999 Phys. Rev. B 60 3839

    [23]

    Kresse G, Furthmller J 1996 Phys. Rev. B 54 11169

    [24]

    Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

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    Blöchl P E 1994 Phys. Rev. B 50 17953

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    Kresse G, Joubert D 1999 Phys. Rev. B 59 1758

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    Alfé D 2009 Comput. Phys. Commun 180 2622

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    Methfessel M, Paxton A T 1989 Phys. Rev. B 40 3616

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    Cazorla C, Gillan M J 2007 J. Chem. Phys. 126 194502

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    Kittel C 1996 Introduction to solid state physics (New York: Wiley)

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    Vinet P, Rose J H, Ferrante J, Smith J R 1989 J. Phys.: Condens. Matter 1 1941

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    Bain E C 1924 Am. Inst. Min. Metall. Eng. 70 25

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    Heid R, Pintschovius L, Reichardt W, Bohnen K P 2000 Phys. Rev. B 61 12059

  • [1]

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-03-22
  • 修回日期:  2013-06-21
  • 刊出日期:  2013-09-05

高温高压下过渡金属Ru的结构相变

  • 1. 四川大学物理科学与技术学院, 成都 610064;
  • 2. 中国工程物理研究院流体物理研究所, 冲击波物理与爆轰物理重点实验室, 绵阳 621900;
  • 3. 武警警官学院数学与物理学系, 成都 610213
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11102194)

    冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室基金(批准号: 9140C670201110C6704, 9140C6702011103)

    中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号: 2012B0101002)和中国工程物理研究院双百人才基金(批准号: 032904)资助的课题.

摘要: 采用基于密度泛函理论的第一性原理和准简谐晶格动力学方法对Ru的六角密排 (hcp)、面心立方 (fcc)、体心四方 (bct) 和体心立方 (bcc) 结构的磁性、晶格结构稳定性和高温高压下的相变进行了系统的研究. 计算获得了各相结构的磁性基态及其稳定性范围, 结果表明: 零温下在计算的压力范围内, NM-hcp 结构是Ru最稳定的结构, 压力的单独作用下并没有相变的发生; NM-fcc结构是Ru的亚稳定结构, 而NM-bcc和FM-bct结构在动力学上并不稳定. 高温高压下Ru将发生从NM-hcp到NM-fcc结构的相变, 并给出了Ru的温度压力相图.

English Abstract

参考文献 (40)

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