不稳定晶体中缺陷的第一性原理计算：奥氏体铁
材料科学
2011-05-16 v1
摘要
第一性原理计算为许多不同材料中点缺陷的能量提供了新的见解，这些信息难以从实验中获得。大多数此类计算是在零开尔文下进行的，假设有限温度对缺陷能量和势垒的影响很小。然而，在某些材料中，感兴趣稳定晶体结构在0K时机械不稳定。在这种情况下，需要替代方法。这里我们展示了使用VASP代码对奥氏体铁进行第一性原理计算的结果。我们确定共线磁性的合适参考态是反铁磁双层（AFM-d），它既稳定又比顺磁fcc铁低温极限的其他可能模型能量更低。然后我们考虑了典型合金杂质（Ni, Cr）在材料中溶解的能量学，以及它们与辐照环境中典型点缺陷的相互作用。我们表明，使用标准方法，计算出的缺陷形成能对所选参考态有很强的依赖性。此外，局部自由体积磁性与能量学之间存在相关性。替代Ni和Cr对缺陷性质的影响很弱，很少超过十分之几电子伏特，因此少量Ni和Cr不太可能对高温下奥氏体铁的辐射损伤产生显著影响。
引用
@article{arxiv.1105.2663,
title = {First Principles Calculations of Defects in Unstable Crystals: Austenitic Iron},
author = {G. J. Ackland and T. P. C. Klaver and D. J. Hepburn},
journal= {arXiv preprint arXiv:1105.2663},
year = {2011}
}