畢業論文

打賞
當前位置: 畢業論文 > 物理論文 >

磷化鎂的高壓相變與物性研究

時間:2019-04-30 22:41來源:畢業論文
采用第一性原理計算方法研究Mg3P2晶體結構和電子性質隨壓力的變化規律,進而揭示其結構相變的微觀機制。Mg3P2在常壓下具有立方Ia-3結構。形成焓的計算結果表明,Mg3P2在2.5 GPa時相變到

摘 要:常壓下磷化鎂(Mg3P2)是典型的直接帶隙半導體,在信息技術領域中有潛在的應用前景。本文采用第一性原理計算方法研究Mg3P2晶體結構和電子性質隨壓力的變化規律,進而揭示其結構相變的微觀機制。Mg3P2在常壓下具有立方Ia-3結構。形成焓的計算結果表明,Mg3P2在2.5 GPa時相變到三角P-3m1結構,35 GPa時相變到六角P63/mmc結構,65 GPa時相變到單斜C2/c結構。電子性質的計算結果表明,Mg3P2在Ia-3→C2/c的相變過程中發生了金屬化。電荷轉移分析表明壓力導致Mg_s、 P_s、 P_p電子到Mg_p電子的轉移可能是Mg3P2結構相變的物理原因。35055
畢業論文關鍵詞:磷化鎂  高壓相變  晶體結構  電子性質  
The Phase Transformation and Properties of Mg3P2 at High Pressure
Abstract: Mg3P2 is a typical direct band gap semiconductor at ambient pressure, which has potential applications in the field of information technology. To uncover the physical mechanism of the phase transitions under compression, we have studied the crystal structures and electronic properties of Mg3P2 at high pressures by using the first-principle calculations. Mg3P2 has a cubic Ia-3 structure at ambient condition. Total energy calculations suggested that the cubic Mg3P2 transforms to a trigonal P-3m1 structure at 2.5 GPa and the hexagonal P63/mmc structure at 35 GPa, and then to the monoclinic C2/c structure at 65 GPa. Electronic property calculations indicate the metallization of Mg3P2 occurring at the Ia-3→C2/c transition. Analysis of charge transfer indicates that the pressure-induced charge transfer from Mg_s, P_s and P_p to Mg_p is the driven force of the phase transitions in Mg3P2. 源¥自%六^^維*論-文+網=www.aftnzs.live
Keywords: Mg3P2  High pressure phase transition  Crystal structure  Electronic properties
目  錄
1 緒論    1
1.1 引言    1
1.2 研究背景    1
1.3 本論文的主要內容及目的    2
2 第一性原理計算的理論基礎    2
2.1 能帶理論    2
2.1.1 能帶理論的定義以及意義    2
2.1.2 能帶結構    3
2.1.3 三個近似    3
2.1.4 Bloch定理    3
2.2 密度泛函理論    6
2.2.1 密度泛函理論的起源——Thomas-Fermi模型    6
2.2.2 密度泛函理論的堅實理論基礎——Hohenberg-Kohn定理    6
2.2.3 密度泛函理論應用的實現——Kohn-Sham方法    7
3 第一性原理的計算及相關軟件    7
3.1 第一性原理計算的簡介    7
3.2 第一性原理計算的應用    8
3.3 第一性原理計算的處理方法    8
3.4 第一性原理計算常用的計算軟件    9
4 Mg3P2的高壓相變與物性研究    10
4.1 計算細節    10
4.2 Mg3P2的高壓相變序列    10
4.3 Mg3P2的晶格常數    13
4.4 Mg3P2的電子性質    14
4.5 磷化鎂的相變機制    18
5 總結    19
致 謝    20
參考文獻    21
1 緒論
1.1 引言
半導體材料是現代信息社會的一種功能材料,其獨特的性質和在工業制造、航空航天、通訊信息等領域中潛在的應用,引起了眾多科研人員的關注。晶格結構是深入研究物質物理性能的首要條件,其原子排布、間距及數量等差異,表現出不同的物理性質。由于高壓作用,會使物質表現出豐富的物理行為,所以研究物質的高壓特性已成為凝聚態物理研究的一個熱點。當外界施加一定的高壓或高溫等實驗條件時,物質會發生許多復雜的晶格結構相變,從而表現出不同于常壓結構的物理性質。例如常壓下導電性極好的金屬鈉在200 GPa壓力下竟然變成一種光學透明的寬帶隙絕緣體[1]。對物體施加壓力時,其原子排布、間距及數目會改變,其電子帶隙也可能由于間距縮短而變窄,此時半導體或者絕緣體就可能發生金屬化,轉變成一種新型的材料。在21世紀,材料能源的供不應求,要求我們尋找更多的功能性材料為人類服務。 磷化鎂的高壓相變與物性研究:http://www.aftnzs.live/wuli/20190430/32835.html
------分隔線----------------------------
推薦內容
双色球走势图带连线