华东师范大学学报(自然科学版)

作者：杜润润, 王珊, 柯学志

关键词：高压结构相变,结构预测,晶体结构,第一性原理计算,钍基核材料,

基金：国家自然科学基金 (11975100)

基于第一性原理计算和粒子群优化算法, 研究了Th2N2S在0~200 GPa压强范围内的晶体结构和物理性质. 研究结果成功再现了常压下的实验相:$P\bar {{3}}m1$相, 同时预测了2个高压下的新结构, 即I4/mmm相和Cmmm相. 确定了一系列由压强诱导的结构相变序列: 由$P\bar {{3}}m1$相转变为I4/mmm相, 然后转变为Cmmm相, 相应的相变压强分别为48.2 GPa和156.2 GPa. Th2N2S材料声子色散曲线及弹性常数的结果表明, Th2N2S的3相是动力学和力学稳定的. 力学性质的计算结果表明,$P\bar {{3}}m1$相、I4/mmm相和Cmmm相均为韧性材料, 其中, Cmmm相的各向异性程度是3相中最大的. 电子结构的计算表明,$P\bar {{3}}m1$相到I4/mmm相的相变是一个半导体–金属相变.

来源：2024年第3期

《华东师范大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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