B2-FeAl 中点缺陷与复合缺陷结构的第一性原理研究
材料科学
2021-01-19 v1
摘要
在这项工作中，我们通过关于 B2 型 Fe-Al 合金的理论、实验与计算研究，探讨了缺陷结构及相应的缺陷浓度问题。我们采用第一性原理框架来研究缺陷结构。为对 B2-FeAl 中的高缺陷浓度给出恰当解释，我们未局限于点缺陷，而是将工作拓展至缺陷复合体。计算了可能的缺陷形成能随化学势的依赖关系，并针对超胞尺寸与磁性效应进行了细致考察。计算表明：在富 Fe 条件下双 Fe 反位缺陷占主导，在中间区域（即化学计量比处）单 Fe 空位占主导，而在近富 Al 条件下双 Al 反位缺陷为主，其中富 Al 区总体上不稳定。由所得缺陷形成能，我们计算了 B2-FeAl 在不同温度下相对于 Al 浓度的缺陷浓度。发现随 Al 含量与温度逐渐升高，空位含量逐渐增加。还观察到在所有温度范围内，精确化学计量比处的主导缺陷均为单 Fe 空位，且在 1450 K 下检测到的最高单 Fe 空位含量为 1.6%。
引用
@article{arxiv.2101.06050,
title = {Ab initio investigations of point and complex defect structures in B2-FeAl},
author = {Halil İbrahim Sözen and Tilmann Hickel and Jörg Neugebauer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.06050},
year = {2021}
}
备注
11 pages, 9 figures