高压下氧化铱的第一性原理研究
过渡金属氧化物在生产生活的前沿领域应用广泛，其中铂族金属因其熔点高、强度大、化学性质稳定等优点，被广泛应用于航空航天领域等尖端技术中。随着材料科学的不断发展，人们对高压下过渡金属氧化物的研究也越来越深入。近年来，高温超导氧化物、拓扑Mott绝缘体和Weyl半金属等的发现更是激发了该领域学者们的热情，希望通过研究高压下的过渡金属为设计功能性材料提供理论支持。其中，氧化铱是一个备受关注的材料，因为它是优良的析氧反应催化剂，过往的文章更多的集中在反应机理及薄膜材料的研究上对材料体系物理机制的研究较少。 目前关于高压下氧化铱方面的研究，压力范围都低于100GPa，未涉及超高压方面的研究。最新的研究利用从头算方法理论模拟的二氧化铱在60GPa高压环境下的结构和晶格动力学研究。为了进一步扩展铱氧化物的高压相图，我们研究了300GPa高压范围内的铱氧体系化合物。通过压力调节，我们希望可以发现体系材料的特性，从而助力材料科学的发展。 我们通过计算热力学焓值首先确定体系内稳定的结构是氧化铱，并与发表的文章中铱氧化合物结构进行比较并计算形成能，发现我们的相图更准确。其次通过能量应变结合应力应变计算体系的弹性常数，发现加压可以增大氧化铱的韧性。通过弹性常数计算了相应的徳拜温度，发现徳拜温度前两项随压力呈现下降趋势，第三项则随着压力呈现升高趋势。加入声子散射曲线图和准谐近似下的高温高压相图，为我们的体系相变过程提供有力证据，并证明氧化铱的三项在高压下结构是稳定。通过计算材料的能带、费米面态密度、投影轨道态密度以及费米面填充参数发现材料三个相都是金属相，通过费米面填充参数的变化发现材料具有反金属化现象。
铱氧化合物;高压环境;第一性原理;韧性;高温高压相图
吉林大学
硕士
凝聚态物理
靳锡联
2023
中文
TN304.21
2023-08-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）