硅笼状化合物框架及其负热膨胀的从头算晶格动力学研究
材料科学
2014-01-28 v1
摘要
利用从头算密度泛函方法研究了七种硅笼状化合物框架结构（框架 I、II、IV、V、VII、VIII 和 H）的热学和晶格动力学性质。通过准谐近似并将其应用于等时位移关联函数，研究了负热膨胀 (NTE) 现象。除框架 VII 外，所研究的笼状化合物框架的热学性质类似于晶体硅金刚石结构。发现笼状化合物框架 VII 具有高达 300 K 的反常 NTE 温度范围，适合进一步研究 NTE 机制。对位移关联函数的研究表明，在 NTE 中，原子均方位移和均方相对位移的体积导数表现类似于振动熵的体积导数，进而类似于热膨胀系数随温度的变化。除框架 VII 外，所有研究的笼状化合物框架都具有声子带隙，框架 V 甚至具有两个带隙。
引用
@article{arxiv.1401.1153,
title = {Ab initio lattice dynamical studies of silicon clathrate frameworks and their negative thermal expansion},
author = {Ville J. Härkönen and Antti J. Karttunen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1401.1153},
year = {2014}
}
备注
13 pages, 14 figures. Figures with better quality are included in the peer-reviewed manuscript (published in near future)