高压高温下钽金属的预测替代结构
材料科学
2014-10-31 v3
摘要
我们进行了第一性原理模拟，以研究钽金属在高压高温（HPHT）条件下的相稳定性。利用我们开发的多算法协同（MAC）晶体结构预测技术，对其低能结构进行了全局搜索。研究发现，体心立方（bcc）结构在高达 300 GPa 的压力下保持稳定。此前报道的 和 \textit{A}15 结构也被成功复现。更有趣的是，我们观察到另一种相（空间群：\textit{Pnma}, 62），其稳定性高于 和 \textit{A}15。其稳定性已通过声子谱和弹性常数得到证实。对于 -Ta，计算得出的弹性常数和高温声子谱均表明，它既不具备力学稳定性也不具备动力学稳定性。因此， 并非 bcc-Ta 在熔化前所转变的结构。相反，\textit{Pnma}-Ta 的剪切声速与实验结果吻合良好，这表明 \textit{Pnma} 即为近期冲击实验 [J. Appl. Phys. \textbf{111}, 033511 (2012)] 中剪切声速中断所暗示的 Ta 新结构。
引用
@article{arxiv.1306.0266,
title = {Predicted alternative structure for tantalum metal under high pressure and high temperature},
author = {Zhong-Li Liu and Ling-Cang Cai and Xiu-Lu Zhang and Feng Xi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1306.0266},
year = {2014}
}