铝的状态方程与点缺陷的扩散量子蒙特卡洛研究
材料科学
2012-10-22 v1
摘要
利用具有扭折平均边界条件的多体扩散量子蒙特卡洛 (DMC) 方法，计算了面心立方 (fcc) 铝的基态状态方程以及最多包含 1331 个原子的超胞中点缺陷的能量学。DMC 计算的平衡晶格常数与实验值相差 0.008 A，即 0.2%；而采用具有改进节点表面的回流波函数的 DMC 方法计算的内聚能与实验值相差 27 meV。DMC 计算的缺陷形成能和迁移能与现有实验数据吻合良好，除了最近邻双空位，发现其在能量上是不稳定的，这与之前的密度泛函理论 (DFT) 计算结果一致。DMC 和 DFT 对空位缺陷的计算结果相当接近。自间隙原子的形成能在 DMC 和 DFT 之间存在较大差异，在四面体间隙位处高达 0.33eV。我们还计算了氦间隙缺陷的形成能，在四面体间隙位处能量差异也高达 0.34eV。与现有实验的高度一致性表明，DMC 可作为一种预测方法，用于获取金属中缺陷能量的基准值。
引用
@article{arxiv.1210.5489,
title = {Diffusion quantum Monte Carlo study of the equation of state and point defects in aluminum},
author = {Randolph Q. Hood and P. R. C. Kent and Fernando A. Reboredo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1210.5489},
year = {2012}
}