常压与高压下稳定基态氮化铀的预测
计算物理
2018-04-03 v1 材料科学
摘要
氮化铀因其在先进核燃料方面的潜在应用而受到广泛研究。然而，U-N 体系在低温和高压下的相图仍不清楚。本文基于第一性原理群体结构搜索，广泛探索了高达 150 GPa 的 U-N 体系相图。对实验已知的化学计量比（如 U2N3 和 UN2）的相图进行了细化。在零温零压下，实验观察到的 CaF2 型 UN2 被发现转变为另一种新的 I41/amd 型 UN2，这与源于 Peierls 机制的动力学不稳定性有关。首次确定了 U2N3 和 UN2 的两种新的稳定高压相。此外，发现若干新的化学计量比（UN4、UN3、U3N5 和 U2N）在 U-N 相图上具有稳定区。进一步研究了 U-N 体系的压力诱导相变。在高压下的 U-N 化合物中发现了诸如 N2 二聚体、平面 SO3 状 N(N)3 单元、非共面锯齿状 N4 单元以及锯齿状 U 链等奇特结构特征。我们在结构探索上的结果为理解高压下氮化铀的结构特征与物理性质提供了更好的认识。
关键词
引用
@article{arxiv.1804.00095,
title = {Prediction of Stable Ground-State Uranium Nitrides at Ambient and High Pressures},
author = {Dawei Zhou and JiaHui Yu and Chunying Pu and Yuling Song},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.00095},
year = {2018}
}
备注
25pages, 8 figures