B-C-N體系的第一性原理研究.pdf

1、本論文對B-C-N三元體系進行了第一性原理研究。本項研究不僅具有較為重要的理論研究價值，而且有著十分廣闊的應用前景。 首先，簡要介紹了B、C、N單質及其B-C-N體系化合物的結構和性質，此外，介紹了B-C-N體系的理論研究現狀和制備方法。 其次，介紹了密度泛函理論和量子化學計算方法。SIESTA(SpanishInitiativeforElectronicSimulationswithThousandsofAtoms)是

2、一種主要用于分子和固體的電子結構計算和從頭分子動力學模擬的計算機應用程序。使用SIESTA軟件對64原子的金剛石結構進行了研究，并通過改變晶胞參數計算了金剛石的能量，找到了體系的穩(wěn)定結構。另外，對金剛石的體積彈性模量進行了計算，并與其它的實驗值與理論值進行了比較，發(fā)現計算結果與實驗值及其吻合。 最后，采用基于密度泛函理論下的第一性原理，采用GGA方法，交換關聯勢使用PW91函數，用超軟贗勢處理電子-離子的相互作用。在計算過程中，

3、總能量和應力的計算使用具有閃鋅礦結構的8原子單胞，動能截斷能取為310.00eV，k點取7×7×7。第一性原理的研究結果表明，所有7種BC2N都具有正的形成能，很容易發(fā)生相分離，生成金剛石和立方BN。具有的四方晶系的Ⅰ-BC2N、Ⅱ-BC2N晶體具有最低的總能量和最小的單胞體積，說明這兩種晶體的結構相對比較穩(wěn)定。此外，通過體積彈性模量和剪切模量的計算結果可知，Ⅰ-BC2N、Ⅱ-BC2N的體積和剪切模量均小于金剛石，大于立方氮化硼，說明其