晶体 NH$_4$N$_3$结构、电子和光学性质的计算研究

利用基于密度泛函理论 (DFT) 的平面波赝势 (PW-PP) 方法，对正交晶系叠氮化铵 (NH$_4$N$_3$) 的结构、电子、成键和光学性质进行了系统的计算研究。采用了半经验色散修正方案来解释分子晶体 NH$_4$N$_3$中的非键相互作用。使用色散修正方案获得的基态晶格参数和分数坐标与实验结果高度吻合。计算了 NH$_4$N$_3$的单晶弹性常数，并通过观察到的弹性常数排序 (C$_{33}$ $>$ C$_{11}$ $>$ C$_{22}$) 解释了其敏感性。利用全势线性缀加平面波 (FP-LAPW) 方法和最近开发的 Tran-Blaha 修正 Becke-Johnson (TB-mBJ) 势泛函计算了电子结构和光学性质。TB-mBJ 电子结构显示 NH$_4$N$_3$是一种直接带隙绝缘体，带隙为 5.08 eV，而使用标准广义梯度近似计算的带隙为 4.10 eV。通过计算沿三个不同晶轴的光学常数（即介电函数和折射率）分析了光学各向异性。吸收光谱表明 NH$_4$N$_3$对紫外 (UV) 光敏感。此外，我们还利用报道的生成热和计算密度分析了 NH$_4$N$_3$的爆轰特性。发现 NH$_4$N$_3$的爆轰速度为 6.45 km/s，通过 Kamlet-Jacobs 经验方程计算的爆轰压力约为 15.16 GPa。