一氮化铀中氧与表面及界面相互作用的第一性原理模拟
材料科学
2015-06-12 v1
摘要
本文展示了关于氧在 UN (001) 和 (110) 表面以及倾斜晶界处行为的 DFT 超胞计算结果。利用不同厚度和超胞尺寸的二维平板，模拟了 (001) 和 (110) 表面上的氧吸附、迁移以及掺入表面 N 空位的过程。计算了 N 空位形成能和氧掺入能的温度依赖性。我们表明，由于负的掺入能和较小的能垒，O 原子容易穿透含有 N 空位的 UN 表面和晶界。比较了两种密排表面和倾斜晶界处 N 空位形成及 O 原子掺入其中的 Gibbs 自由能。研究还表明，吸附的氧原子具有高迁移率，结合其容易掺入表面 N 空位的特性，解释了 UN 表面高效（但不希望发生）的氧化现象。讨论了通过可能形成氧氮化物实现 UN 氧化的原子机制。
引用
@article{arxiv.1211.5695,
title = {Ab initio simulations of oxygen interaction with surfaces and interfaces in uranium mononitride},
author = {D. Bocharov and D. Gryaznov and Yu. F. Zhukovskii and E. A. Kotomin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1211.5695},
year = {2015}
}