著名起爆药雷酸汞的结构、电子和光学性质
材料科学
2016-03-02 v1
摘要
雷酸汞（MF）是自17世纪以来著名的起爆药之一，多年来提供了宝贵的用途。然而，在其发现300年后，正确的分子和晶体结构才被确定。在本研究中，我们报道了 MF 的压力依赖结构、弹性、电子和光学性质。已采用非局域修正方法来捕捉层状和分子含能 MF 中的弱范德华相互作用。在测试的非局域修正方法中，optB88-vdW 方法对所研究的化合物效果良好。获得的平衡体模量表明 MF 比著名的起爆药雷酸银（SF）、叠氮化银和叠氮化铅更软。MF 表现出各向异性压缩性（b>a>c），因此相应的弹性模量按以下顺序减小：C22>C11>C33。结构和力学性质表明，由于沿 c 轴的 Hg...O 非键相互作用具有高压缩性，MF 沿 c 轴（类似于 RDX）更易引爆。使用全势线性缀加平面波方法在最近发展的 Tran-Blaha 修正 Becke-Johnson (TB-mBJ) 势下，包括自旋轨道（SO）相互作用计算了电子结构和光学性质。计算的 SF 和 MF 的 TB-mBJ 电子结构显示这些化合物是间接带隙绝缘体。此外，发现 SO 耦合对于 SF 和 MF 中 Ag 的 4d 和 Hg 的 5d 态分别更为显著。偏态密度和电子电荷密度图被用于描述化学键的性质。Ag-C 键比 Hg-C 键更具方向性，这使得 SF 比 MF 更不稳定。还研究了 SO 耦合对光学性质的影响，发现对两种化合物都显著。
引用
@article{arxiv.1603.00216,
title = {Structural, electronic and optical properties of well-known primary explosive: Mercury fulminate},
author = {N. Yedukondalu and G. Vaitheeswaran},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.00216},
year = {2016}
}
备注
15 pages, 10 figures