LaS/CeS与γ-Fe异相界面性质的第一性原理计算

为了探讨LaS/CeS与γ?Fe两相之间的异相界面性质，本文采用边?边匹配(E2EM)模型计算了LaS/CeS与γ?Fe两相之间晶体学上的原子匹配情况，基于晶体学计算结果，采用基于密度泛函理论的第一性原理，从原子尺度计算了LaS/CeS与γ?Fe之间的界面结合性质与界面能。晶体学计算表明，LaS/CeS与γ?Fe之间沿匹配列的原子间距错配度最小值为10.63 %/10.52 %，密排面间距错配度最小值为2.04 %/3.32 %；LaS与γ?Fe之间粗略的位向关系为：LaS∥γ-Fe & LaS∥γ-Fe和LaS∥γ-Fe & LaS∥γ-Fe ;CeS与γ?Fe之间粗略的位向关系为：CeS∥γ-Fe & CeS∥γ-Fe和CeS∥γ-Fe & CeS∥γ-Fe。基于预测的晶体学位向关系，采用相干界面近似构建了6种不同终端界面模型，第一性原理计算表明，LaS/CeS与γ?Fe之间原子匹配错配度最低界面的粘附功为4.78J·m?2/3.65J·m?2，界面结合强度较高，界面键合以金属键为主。异相界面能计算表明，LaS/CeS与γ?Fe两相之间的原子匹配错配度越小，界面能越低，原子匹配错配度最小时，界面能分别为?0.58J·m?2/?3.43J·m?2，计算结果能够为LaS/CeS与γ?Fe之间的晶体学匹配提供能量学依据。