高压高温下氢化锂的压缩行为与相图的第一性原理计算研究
材料科学
2016-11-07 v1 计算物理
摘要
采用第一性原理方法全面研究了 AB（A = ⁶Li, ⁷Li；B = H, D, T）的高压高温性质。研究发现，低压下 LiH 费米能级附近电子结构中由 H⁻ 亚晶格主导的特征，在压缩下转变为由 Li⁺ 亚晶格主导。在准谐近似下研究了晶格动力学，借助参数化的双德拜模型，精确模拟了声子对自由能的贡献及同位素效应。所得状态方程（EOS）与现有的静态实验数据完美吻合。计算得到的主 Hugoniot 曲线也与冲击波实验推导的结果一致。利用计算的主 Hugoniot 曲线和先前的理论熔化曲线，我们预测冲击熔化点位于 56 GPa 和 1923 K。为建立 LiH 的相图，探索了 B1 和 B2 固相之间的相边界。确定了 B1-B2-液态三相点约在 241 GPa 和 2413 K。同位素效应和温度引起的相边界显著移动揭示了晶格振动所起的重要作用。此外，评估了静-动耦合压缩的 Hugoniot 曲线。我们的状态方程表明，将样品预压缩至 50 GPa 将使冲击 Hugoniot 曲线穿过三相点并进入 B2 固相。这一转变导致体积塌缩 4.6% 的不连续性，约为零温下同一 B1-B2 转变的四倍。
引用
@article{arxiv.1607.01970,
title = {Compression and phase diagram of lithium hydrides at elevated pressures and temperatures by first-principles calculations},
author = {Yang M. Chen and Xiang R. Chen and Qiang Wu and Hua Y. Geng and Xiao Z. Yan and Yi X. Wang and Zi W. Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.01970},
year = {2016}
}
备注
25 pages, 9 figures