关于通过伪相变压力约束点缺陷能学的理论评估

利用第一性原理方法计算的缺陷二氧化铀的能学和状态方程，我们展示了通过测量相应缺陷伪相的相变压力来约束点缺陷形成能的可能性。UO2 萤石结构的机械稳定范围决定了相关伪相变的最大可能压力，由此产生的缺陷形成能覆盖了一个宽泛的波段，并与现有的实验估计值重叠。我们揭示，关于伪相边界的知识不仅能提供有助于减少当前估计值离散度的重要能学信息，而且对指导理论评估甚至验证或证伪理论也具有重要价值。为了考虑缺陷相互作用并将有限化学计量偏差下的物理量外推至接近化学计量比的情况，我们开发了一种描述缺陷系统热力学的通用形式体系。我们还表明，通过引入辅助常数平均场，可以在点缺陷模型（PDM）的简单表达式中包含缺陷间的相互作用。这种对简单 PDM 的推广带来了极大的通用性，使人能够研究化学计量偏差对材料行为的非线性效应。这是一个强大的工具，可用于从有限缺陷浓度提取缺陷能学直至稀薄极限。除此之外，本文还探讨和讨论了理论形式体系的完整内容以及一些相关且有趣的问题，包括再入伪相变、多缺陷共存、带电缺陷以及量子晶体中瞬时缺陷响应的可能后果。