Ti-Si-N结构及热力学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法,研究了具有置换型界面的Ti-Si-N的结构、弹性常数及热力学性质.在计算热力学性质时,先计算一组不同晶格常数下的Ti-Si-N的声子谱及相应的静态总能,由此得到不同晶格常数下的自由能;再由准谐近似及自由能极小判据得到自由能与温度的关系,进而计算热膨胀系数、定容摩尔热容及定压摩尔热容与温度的关系.计算结果说明制备Ti-Si-N及类似薄膜时,要选择合适的基底、温度等条件.     

外压力下TiN电子结构的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的赝势平面波方法,研究了fcc-TiN在不同压力下的稳定性以及电子结构。通过焓压计算得到TiN由fcc结构到bcc结构的相变压力值约为350GPa,并研究了fcc-TiN的力学稳定性。对fccTiN以及bcc-TiN的电子结构进行计算,对得到的电荷密度、能带结构以及电子态密度进行综合分析和比较,发现随着压力的增加TiN的金属性降低。     

TiN振动和热力学性质的第一性原理研究

基于平面波赝势的第一性原理方法,对TiN的B1(NaCl)和B2(CsCl)以及B3(闪锌矿)复合结构的力学性能以及焓与压力之间的关系进行了研究,并讨论了它们的相对稳定性.通过研究分析可知,TiN在347 GPa左右时会发生从B1到B2的结构相变,在-17.5 GPa左右时会发生从B1到B3的结构相变.由声子频率对压强的依赖关系可知频率和带隙随着压力的增加而增加.另外高温区TiN的热膨胀系数受温度的影响较小.