利用相共存法计算钼的从头算熔化曲线

我们报告了在 0-400 GPa 压力范围内钼熔化曲线的从头算计算结果。计算采用了密度泛函理论(DFT)以及投影缀加波(PAW)实现中的 Perdew-Burke-Ernzerhof 交换关联泛函。我们提出的测试表明，这些技术能准确重现低温 b.c.c. Mo 的实验数据，且 PAW 的结果与全势线性化缀加平面波实现的结果高度一致。本研究通过使用“参考共存”技术来确定熔化曲线，试图克服早期 Mo 熔化曲线 DFT 计算中固有的不确定性。在该技术中，一个经验参考模型（此处为嵌入原子模型）被精确拟合到关于液体和高温固体的 DFT 分子动力学数据上，参考模型的熔化曲线通过固液共存模拟确定，而从头算熔化曲线则通过应用自由能修正获得。我们计算得到的熔化曲线在环境压力下与实验吻合良好，且在高压下与冲击波数据一致，但与从静态压缩实验推导出的高压熔化曲线不符。对径向分布函数的计算结果表明，液体的短程原子序与高温固体非常相似，在从固体到液体的转变中配位数略有减少。两相的电子态密度仅显示出微小差异。这些结果不支持近期的一种理论，即由于 s-p 态和 d 态之间的电子重新分布，b.c.c. 过渡金属的 dTm/dP 值预计会非常低。