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NaCN的压致结构相变和电子特性研究

时间:2020-06-21 15:08来源:毕业论文
研究了 NaCN 在高压下的结构相变,并对其结构和弹性特征及电子特性进行研究。本文运用基于遗传算法的结构程序对 NaCN的结构相变序列进行计算,研究了实验确定的Pmmn、Cm结构和预测得

摘要  本文研究了 NaCN 在高压下的结构相变,并对其结构和弹性特征及电子特性进行研究。本文运用基于遗传算法的结构程序对 NaCN的结构相变序列进行计算,研究了实验确定的Pmmn、Cm结构和预测得到的 P-1、Immm-2结构,并发现在10 GPa下Cm转变为 R3m,在16 GPa下P-1 变为 Immm-2,在30 GPa下 Pmmn转变为R3m。通过对在给定压力下 NaCN这些结构的研究得到:P-1结构中有C3N2和CN2,Immm-2 结构中有碳氮六元环。弹性模量的计算结果,说明了这四个结构是力学稳定的。通过能带和 DOS 图分析得到四个结构的NaCN都是间接带隙半导体。但在压力为 23 GPa时,Immm-2 结构的 NaCN是金属。 该论文有图3幅,表 2个,参考文献 20篇。  51406
毕业论文关键词:高压  结构相变  弹性模量  电子特性
Pressure-induced Structural Phase Transformation and Electronic-properties of NaCN 
Abstract  In this paper, the structurale phase transition  of NaCN under high pressure is studied  based on genetic algorithm, and elastic  characteristics  and electronic properties  of discussed phases  are studied  using first-principles total energy calculation.  The structure phase transformation sequence of NaCN was obtained.Besides  P-1 and  Immm-2 predicted,both  Pmmn  and  Cm  determined by experiment were included in our study. Cm  transformed into R3m at 10 GPa, Phase P-1 transformed into Immn-2 at 16 GPa,Phase Pmmn transformed into R3m at 30 GPa. P-1 structure include C3N2  and CN2, Carbon atoms and nitrogen atoms in  Immm-2 structure are  polymerized  to form  six-membered ring.  The calculat elastic moduli show that the four structures are mechanically stable. The  obtained band structures conclude that four phases are indirect band gap semiconductors. When the pressure is 23 GPa, Immm-2 phase is metal. 
Key Words : high pressure   phase transition   elastic modulus   electronic property     

目录

摘要.I

AbstractII

目录.Ⅲ

图清单.IV

表清单.IV

1绪论.1

1.1氰化钠的研究背景1

1.2氰化钠的研究目的和意义1

1.3本文的主要内容2

2理论基础.3

2.1密度泛函理论3

2.2第一性原理4

2.3固体结构与高压相变4

2.4能带理论5

2.5弹性特征6

2.6计算运用的软件6

3NaCN的结构相变、力学及电子特性7

3.1NaCN压致结构相变研究7

3.2弹性特征.10

3.3电子特性研究.12

4总结与展望.15

参考文献.16

致谢.18
1 绪论                             
    1.1氰化钠的研究背景 碱金属元素与氰基通过化合作用形成碱金属氰化物,在一般的化学反应中,氰基很难被分解,这是因为其中碳原子和氮原子通过叁键相连形成氰基,这种结构使得氰基非常稳定,而且因为性质与卤族元素相近,所以又称为拟卤素。在工业生产中氰化钠是一种重要化工原料,在医药化工研究方面比较多,它在但是在材料研究中并不是很热门。 本文所研究的氰化钠(NaCN)是简单离子晶体,与氰化钾(KCN)和氰化铷(RbCN)类似,在常温常压条件下都是典型离子晶体 B1(NaCl)型结构(空间群 Fm3m)[1]。人们对高压条件下的氰化钠的物理化学性质进行了一些研究:1985年,K. Strössner 等人通过利用拉曼光谱和能量色散X射线技术在压力高达27 GPa范围内研究了碱金属氰化物,发现了氰化钠在 0 GPa到27 GPa压力范围内有高温立方相 I(空间群 Fm3m)、部分对齐正交相 A(空间群Immm)和反铁电有序相B(空间群Pmmn)、源`自,辣.文;论"文'网[www.lwfree.com单斜高温相 IVa(空间群 Cm)[2]。不同于碱金属氰化物的其他成员,在高压下 NaCN不经历B1 -B2转变,而是形成低对称结构[16]。在低于50 GPa的压力范围内,对 NaCN- IIA(斜方晶系,Immm),NaCN -IIB(斜方晶系,Pmmn) ,NaCN- III(单斜晶系,Cm),与 NaCN-IV(四方晶系,P4mm)的物理、化学性质的变化进行观测与研究,但在压力低于 20 GPa的条件下发现:在常温常压条件下 NaCN 的结构为NaCN-I(立方晶系, Fm3m),斜方晶体系 NaCN -IIA(Immm)在压力条件为 4 GPa时变为NaCN -IIB(Pmmn),在压力条件为 8 GPa时转化为NaCN- III (Cm),在压力达到15 GPa时转化为NaCN-IV (P4mm) [1]。 NaCN的压致结构相变和电子特性研究:http://www.lwfree.com/wuli/lunwen_55036.html

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