搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

六角相ErAx (A=H, He)体系弹性性质的第一性原理研究

范开敏 杨莉 孙庆强 代云雅 彭述明 龙兴贵 周晓松 祖小涛

引用本文:
Citation:

六角相ErAx (A=H, He)体系弹性性质的第一性原理研究

范开敏, 杨莉, 孙庆强, 代云雅, 彭述明, 龙兴贵, 周晓松, 祖小涛

First-principles study on elastic properties of hexagonal phase ErAx (A=H, He)

Fan Kai-Min, Yang Li, Sun Qing-Qiang, Dai Yun-Ya, Peng Shu-Ming, Long Xing-Gui, Zhou Xiao-Song, Zu Xiao-Tao
PDF
导出引用
  • 本文采用第一性原理研究了六角相ErAx (A=H, He)的弹性性质, 其中x=0, 0.0313, 0.125, 0.25, 分别讨论了体系中不同浓度的氢和氦对体系弹性性质的影响. 计算结果表明, 六角相铒-氢体系晶体的弹性常数、体弹模量、剪切模量、杨氏模量基本上随着晶体中氢的浓度增加而增加, 然而, 铒-氦体系的弹性常数、体弹模量、剪切模量和杨氏模量几乎随着氦浓度的增加而降低. 从电荷转移方面分析了氢和氦与Er的相互作用, 发现六角相ErHx的弹性性质随H浓度的变化机理与ErHex随He浓度的变化机理不同.
    The elastic properties of hexagonal phase ErAx (A=H, He) have been calculated by the first-principles method, where x=0, 0.0313, 0.125, 0.25. Effects of different concentrations of hydrogen and helium on the elastic properties of ErAx systems have been investigated in detail. Results show that the elastic constants, Young's modulus, bulk modulus and shear modulus of ErHx systems increase mainly with increasing hydrogen concentration, whereas, those elastic properties of ErHex systems almost decrease with increasing helium concentration. We have investigated the changes in the charge densities of Er atoms produced by A atoms. It was found that the mechanism for the change of the elastic properties of hexagonal phase ErHx with increasing hydrogen atoms is different from that of ErHex with increasing helium atoms.
    • 基金项目: 国家自然科学基金委员会-中国工程物理研究院联合基金(批准号: 10976007)、四川省教育厅科研基金(批准号: 11ZB141)和四川文理学院基金(批准号: 2012Z008Y)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 10976007), the Scientific Research Foundation of the Education Department of Sichuan Province, China (Grant No. 11ZB141), and the Founds of Sichuan University of Arts and Science (Grant No. 2012Z008Y).
    [1]

    Peng S M, Yang L, Long X G, Shen H H, Sun Q Q, Zu X T, Gao F 2011 J. Phys. Chem. C 115 25097

    [2]

    Palasyuka T, Tkacza M, Vajdab P 2005 Solid State Commun. 135 226

    [3]

    Plessis P de V du 1976 J. Phys. F: Met. Phys. 6 873

    [4]

    Knapp J A, Browning J F, Bond G M 2009 J. Appl. Phys. 105 053501

    [5]

    Yang L, Peng S M, Long X G, Gao F, Heinisch H L, Kurtz R J, Zu X T 2010 J. Appl. Phys. 107 054903

    [6]

    Palasyuk T, Tkacz M 2005 Solid State Commun. 133 481

    [7]

    Palasyuk T, Tkacz M 2004 Solid State Commun. 130 219

    [8]

    Grimshaw J A, Spooner F J, Wilson C G, Mcquillan A D 1981 J. Mater. Sci. 16 2855

    [9]

    Mitchell D J, Provo J L 1985 J. Appl. Phys. 57 1855

    [10]

    Snow C S, Brewer L N, Gelles D S, et al. 2008 J. Nucl. Mater. 374 147

    [11]

    Wang Y, Chou M Y 1994 Phys. Rev. B 49 13357

    [12]

    Blaschko O, Pleschiutschnig J 1989 Phys. Rev. B 40 5344

    [13]

    Prem M, Krexner G, Pleschiutschnig J 2003 J. Alloys Compd. 356-357 683

    [14]

    Blaschko O, Pleschiutschnig J, Glas R, Weinzierl P 1991 Phys. Rev. B 44 9164

    [15]

    Wixom R R, Browning J F, Snow C S, Schultz P A, Jennison D R 2008 J. Appl. Phys. 103 123708

    [16]

    Fan K M, Yang L, Peng S M, Long X G, Wu Z C, Zu X T 2011 Acta Phys. Sin. 60 076201 (in Chinese) [范开敏, 杨莉, 彭述明, 龙兴贵, 吴仲成, 祖小涛 2011 物理学报 60 076201]

    [17]

    Dai Y Y, Yang L, Peng S M, Long X G, Zhou X S, Zu X T 2012 Acta Phys. Sin. 61 108801 (in Chinese) [代云雅, 杨莉, 彭述明, 龙兴贵, 周晓松, 祖小涛 2012 物理学报 61 108801]

    [18]

    Ao B Y, Wang X L, Chen P H, Shi P, Hu W Y, Yang J Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 4818 (in Chinese) [敖冰云, 汪小林, 陈丕恒, 史鹏, 胡望宇, 杨剑瑜 2010 物理学报 59 4818]

    [19]

    Zhou H B, Liu Y L, Jin S, Zhang Y, Luo G N, Lu G H 2010 Nucl. Fusion 50 115010

    [20]

    Zhang L, Shu X L, Jin S, Zhang Y, Lu G H 2010 J. Phys.: Condens. Matter 22 375401

    [21]

    Leisure R G, Schwarz R B, Migliori A, Lei M 1993 Phys. Rev. B 48 1276

    [22]

    Kwiseon K, Walter R L L, Benjamin S 1996 Phys. Rev. B 53 16310

    [23]

    Wang S Q, Ye H Q 2002 Phys. Rev. B 66 235111

    [24]

    Wang S Q, Ye H Q 2003 J. Phys.: Condens. Matter 15 5307

    [25]

    Li D H, Su W J, Zhu X L 2012 Acta Phys. Sin. 61 023103 (in Chinese) [李德华, 苏文晋, 朱晓玲 2012 物理学报 61 023103]

    [26]

    Wu Y, Hu W 2007 Eur. Phys. J. B 57 305

    [27]

    Lu G H, Zhang L 2012 Sci. China. Phys. Mech. 55 2305

    [28]

    Xu X W, Hu L, Yu X, Lu Z M, Fan Y, Li Y X, Tang C C 2011 Chin. Phys. B 20 126201

    [29]

    Xu G L, Chen J D, Xia Y Z, Liu X F, Liu Y F, Zhang X Z 2009 Chin. Phys. Lett. 26 056201

    [30]

    Hu X L, Zhang Y, Lu G H, Wang T M, Xiao P H, Yin P G, Xu H B 2009 Intermetallics 17 358

    [31]

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

    [32]

    Blöchl P E 1994 Phys. Rev. B 50 17953

    [33]

    Perdew J P, Chevary J A, Vosko S H, Fiolhais C 1992 Phys. Rev. B 46 6671

    [34]

    Voigt W 1928 Lehrburch der Kristallphysik (Leipzig: Teubner Press)

    [35]

    Hill R1952 Proc. Phys. Soc. London 65 350

    [36]

    Reuss A, Angew Z 1929 Math. Mech. 9 49

    [37]

    Wu Z J, Zhao E J, Xiang H P, Hao X F, Liu X J, Meng J 2007 Phys. Rev. B 76 054115

    [38]

    Barrett C S, Massalski T B 1980 Structure of Metals, 3rd ed. (New York: Pergamon Press) 629

    [39]

    Brandes E A 1983 Smithells Metals Reference Book, 6th ed. (London: London Press) 5-15

    [40]

    Tománek D, Sun Z 1991 Phys. Rev. B 43 4699

  • [1]

    Peng S M, Yang L, Long X G, Shen H H, Sun Q Q, Zu X T, Gao F 2011 J. Phys. Chem. C 115 25097

    [2]

    Palasyuka T, Tkacza M, Vajdab P 2005 Solid State Commun. 135 226

    [3]

    Plessis P de V du 1976 J. Phys. F: Met. Phys. 6 873

    [4]

    Knapp J A, Browning J F, Bond G M 2009 J. Appl. Phys. 105 053501

    [5]

    Yang L, Peng S M, Long X G, Gao F, Heinisch H L, Kurtz R J, Zu X T 2010 J. Appl. Phys. 107 054903

    [6]

    Palasyuk T, Tkacz M 2005 Solid State Commun. 133 481

    [7]

    Palasyuk T, Tkacz M 2004 Solid State Commun. 130 219

    [8]

    Grimshaw J A, Spooner F J, Wilson C G, Mcquillan A D 1981 J. Mater. Sci. 16 2855

    [9]

    Mitchell D J, Provo J L 1985 J. Appl. Phys. 57 1855

    [10]

    Snow C S, Brewer L N, Gelles D S, et al. 2008 J. Nucl. Mater. 374 147

    [11]

    Wang Y, Chou M Y 1994 Phys. Rev. B 49 13357

    [12]

    Blaschko O, Pleschiutschnig J 1989 Phys. Rev. B 40 5344

    [13]

    Prem M, Krexner G, Pleschiutschnig J 2003 J. Alloys Compd. 356-357 683

    [14]

    Blaschko O, Pleschiutschnig J, Glas R, Weinzierl P 1991 Phys. Rev. B 44 9164

    [15]

    Wixom R R, Browning J F, Snow C S, Schultz P A, Jennison D R 2008 J. Appl. Phys. 103 123708

    [16]

    Fan K M, Yang L, Peng S M, Long X G, Wu Z C, Zu X T 2011 Acta Phys. Sin. 60 076201 (in Chinese) [范开敏, 杨莉, 彭述明, 龙兴贵, 吴仲成, 祖小涛 2011 物理学报 60 076201]

    [17]

    Dai Y Y, Yang L, Peng S M, Long X G, Zhou X S, Zu X T 2012 Acta Phys. Sin. 61 108801 (in Chinese) [代云雅, 杨莉, 彭述明, 龙兴贵, 周晓松, 祖小涛 2012 物理学报 61 108801]

    [18]

    Ao B Y, Wang X L, Chen P H, Shi P, Hu W Y, Yang J Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 4818 (in Chinese) [敖冰云, 汪小林, 陈丕恒, 史鹏, 胡望宇, 杨剑瑜 2010 物理学报 59 4818]

    [19]

    Zhou H B, Liu Y L, Jin S, Zhang Y, Luo G N, Lu G H 2010 Nucl. Fusion 50 115010

    [20]

    Zhang L, Shu X L, Jin S, Zhang Y, Lu G H 2010 J. Phys.: Condens. Matter 22 375401

    [21]

    Leisure R G, Schwarz R B, Migliori A, Lei M 1993 Phys. Rev. B 48 1276

    [22]

    Kwiseon K, Walter R L L, Benjamin S 1996 Phys. Rev. B 53 16310

    [23]

    Wang S Q, Ye H Q 2002 Phys. Rev. B 66 235111

    [24]

    Wang S Q, Ye H Q 2003 J. Phys.: Condens. Matter 15 5307

    [25]

    Li D H, Su W J, Zhu X L 2012 Acta Phys. Sin. 61 023103 (in Chinese) [李德华, 苏文晋, 朱晓玲 2012 物理学报 61 023103]

    [26]

    Wu Y, Hu W 2007 Eur. Phys. J. B 57 305

    [27]

    Lu G H, Zhang L 2012 Sci. China. Phys. Mech. 55 2305

    [28]

    Xu X W, Hu L, Yu X, Lu Z M, Fan Y, Li Y X, Tang C C 2011 Chin. Phys. B 20 126201

    [29]

    Xu G L, Chen J D, Xia Y Z, Liu X F, Liu Y F, Zhang X Z 2009 Chin. Phys. Lett. 26 056201

    [30]

    Hu X L, Zhang Y, Lu G H, Wang T M, Xiao P H, Yin P G, Xu H B 2009 Intermetallics 17 358

    [31]

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

    [32]

    Blöchl P E 1994 Phys. Rev. B 50 17953

    [33]

    Perdew J P, Chevary J A, Vosko S H, Fiolhais C 1992 Phys. Rev. B 46 6671

    [34]

    Voigt W 1928 Lehrburch der Kristallphysik (Leipzig: Teubner Press)

    [35]

    Hill R1952 Proc. Phys. Soc. London 65 350

    [36]

    Reuss A, Angew Z 1929 Math. Mech. 9 49

    [37]

    Wu Z J, Zhao E J, Xiang H P, Hao X F, Liu X J, Meng J 2007 Phys. Rev. B 76 054115

    [38]

    Barrett C S, Massalski T B 1980 Structure of Metals, 3rd ed. (New York: Pergamon Press) 629

    [39]

    Brandes E A 1983 Smithells Metals Reference Book, 6th ed. (London: London Press) 5-15

    [40]

    Tománek D, Sun Z 1991 Phys. Rev. B 43 4699

  • [1] 袁文翎, 姚碧霞, 李喜, 胡顺波, 任伟. 第一性原理计算研究γ'-Co3(V, M) (M = Ti, Ta)相的结构稳定性、力学和热力学性质. 物理学报, 2024, 0(0): 0-0. doi: 10.7498/aps.73.20231755
    [2] 付正鸿, 李婷, 单美乐, 郭糠, 苟国庆. H对Mg2Si力学性能影响的第一性原理研究. 物理学报, 2019, 68(17): 177102. doi: 10.7498/aps.68.20190368
    [3] 付现凯, 陈万骐, 姜钟生, 杨波, 赵骧, 左良. Ti3O5弹性、电子和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2019, 68(20): 207301. doi: 10.7498/aps.68.20190664
    [4] 吕常伟, 王臣菊, 顾建兵. 高温高压下立方氮化硼和六方氮化硼的结构、力学、热力学、电学以及光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2019, 68(7): 077102. doi: 10.7498/aps.68.20182030
    [5] 戚玉敏, 陈恒利, 金朋, 路洪艳, 崔春翔. 第一性原理研究Mn和Cu掺杂六钛酸钾(K2Ti6O13)的电子结构和光学性质. 物理学报, 2018, 67(6): 067101. doi: 10.7498/aps.67.20172356
    [6] 胡洁琼, 谢明, 陈家林, 刘满门, 陈永泰, 王松, 王塞北, 李爱坤. Ti3AC2相(A = Si,Sn,Al,Ge)电子结构、弹性性质的第一性原理研究. 物理学报, 2017, 66(5): 057102. doi: 10.7498/aps.66.057102
    [7] 刘博, 王煊军, 卜晓宇. 高压下NH4ClO4结构、电子及弹性性质的第一性原理研究. 物理学报, 2016, 65(12): 126102. doi: 10.7498/aps.65.126102
    [8] 濮春英, 王丽, 吕林霞, 于荣梅, 何朝政, 卢志文, 周大伟. NbSi2奇异高压相及其热力学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2015, 64(8): 087103. doi: 10.7498/aps.64.087103
    [9] 潘凤春, 林雪玲, 陈焕铭. C掺杂金红石相TiO2的电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2015, 64(22): 224218. doi: 10.7498/aps.64.224218
    [10] 王金荣, 朱俊, 郝彦军, 姬广富, 向钢, 邹洋春. 高压下RhB的相变、弹性性质、电子结构及硬度的第一性原理计算. 物理学报, 2014, 63(18): 186401. doi: 10.7498/aps.63.186401
    [11] 王瑨, 李春梅, 敖靖, 李凤, 陈志谦. IVB族过渡金属氮化物弹性与光学性质研究. 物理学报, 2013, 62(8): 087102. doi: 10.7498/aps.62.087102
    [12] 胡洁琼, 谢明, 张吉明, 刘满门, 杨有才, 陈永泰. Au-Sn金属间化合物的第一性原理研究. 物理学报, 2013, 62(24): 247102. doi: 10.7498/aps.62.247102
    [13] 赵立凯, 赵二俊, 武志坚. 5d过渡金属二硼化物的结构和热、力学性质的第一性原理计算. 物理学报, 2013, 62(4): 046201. doi: 10.7498/aps.62.046201
    [14] 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. 物理学报, 2013, 62(8): 087104. doi: 10.7498/aps.62.087104
    [15] 王寅, 冯庆, 王渭华, 岳远霞. 碳-锌共掺杂锐钛矿相TiO2 电子结构与光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(19): 193102. doi: 10.7498/aps.61.193102
    [16] 苏锐, 龙瑶, 姜胜利, 何捷, 陈军. 外部压力下β相奥克托金晶体弹性性质变化的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(20): 206201. doi: 10.7498/aps.61.206201
    [17] 李忠虎, 李林, 朱林. W形六角铁氧体BaFe18O27电子结构与导电性的第一性原理研究. 物理学报, 2011, 60(10): 107102. doi: 10.7498/aps.60.107102
    [18] 李晓凤, 刘中利, 彭卫民, 赵阿可. 高压下CaPo弹性性质和热力学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2011, 60(7): 076501. doi: 10.7498/aps.60.076501
    [19] 刘柏年, 马颖, 周益春. 四方相BaTiO3缺陷性质的第一性原理计算. 物理学报, 2010, 59(5): 3377-3383. doi: 10.7498/aps.59.3377
    [20] 周晶晶, 陈云贵, 吴朝玲, 庞立娟, 郑欣, 高涛. 钒基固溶体储氢材料弹性性质第一性原理研究. 物理学报, 2009, 58(10): 7044-7049. doi: 10.7498/aps.58.7044
计量
  • 文章访问数:  5687
  • PDF下载量:  812
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-11-26
  • 修回日期:  2013-01-30
  • 刊出日期:  2013-06-05

/

返回文章
返回