一种高效的固体热力学第一性原理准谐方法
材料科学
2016-04-28 v1
摘要
一种称为自洽准谐近似(self-consistent quasiharmonic approximation, SC-QHA)方法的第一性原理(first-principles)方法被提出，用于以高效率和高精度计算有限温度下固体的热膨胀、热机械学(thermomechanics)和热力学函数。SC-QHA方法比传统QHA方法需要更少的声子计算，并且便于对宏观热现象的微观起源进行便捷分析。通过将SC-QHA方法与传统QHA方法以及硅、金刚石和氧化铝的实验测量进行比较，系统地检验了SC-QHA方法的优越性能。随后将其用于研究压力对金刚石和氧化铝非谐晶格性质的影响。对于CaTiO（一种近期发现的重要铁电陶瓷，具有复杂晶体结构，对传统QHA方法在计算上具有挑战性），其热膨胀与热机械学也使用所提出的SC-QHA方法进行了计算。SC-QHA方法能显著减少各种准谐热性质的计算开销，特别是在需要考虑大量结构或固体结构复杂时。预计该算法将有益于多个领域，包括氧化、腐蚀、高压物理、铁电体以及需要在温度效应下准确描述真实性质的高通量结构筛选。
引用
@article{arxiv.1603.08122,
title = {An efficient ab-initio quasiharmonic approach for the thermodynamics of solids},
author = {Liang-Feng Huang and Xue-Zeng Lu and Emrys Tennessen and James M. Rondinelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.08122},
year = {2016}
}