压力下六方密堆积铁晶格应变的热效应

我们利用基于全势线性丸盒轨道（LMTO）方法的第一性原理线性响应准谐近似计算，以及使用紧束缚总能方法的粒子盒（PIC）模型计算振动配分函数，计算了高压下非磁性六方密堆积（hcp）铁的c/a晶格应变随温度的变化。紧束缚模型与全电子LMTO方法表现出极好的一致性。当hcp结构稳定时，由PIC和线性响应晶格动力学计算得到的hcp Fe的几何平均频率和亥姆霍兹自由能非常一致，轴比随温度和压力的变化也是如此。在位非谐性在高达熔化温度时被证明是小的，并且PIC对其符号和大小给出了良好的估计。在低压下，hcp Fe在大的c/a比时变得动态不稳定，并且PIC模型在结构接近晶格不稳定性时可能会失效。PIC近似很好地描述了远离不稳定性区域的振动行为，因此是计算材料高温性质的一种合理方法。我们的结果与早期的PIC研究存在显著差异，早期研究给出的轴比随温度增加而增大的幅度要大得多，或者报告了PIC与晶格动力学结果之间的巨大差异。