压力下MoS2的结构相变以及热动力学性质的第一原理研究.pdf

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1、第36卷第5期低温物理学报Vo1．36。No．52014年10月CHINESEJOURNALOFLOWTEMPERATUREPHYSICSOctorber2014压力下MoS2的结构相变以及热动力学性质的第一原理研究*蒋华龙周大伟刘旭焱李根全张帅何朝政靳希联南阳师范学院物理与电子工程学院，河南南阳473061；吉林大学超硬材料国家重点实验室，长春130012收稿日期：2014—01—07；修回日期：2014—03—22【摘要】采用基于密度泛函理论的第一原理方法研究了层状MoS2在压力下的热动力学

2、性质和相变机制．计算表明Mo的2H。结构在17．5GPa会相变到2凡结构，与此前理论结果20GPa基本一致．对比分析了两个结构在压力下的弹性常数、体模量、波速、德拜温度、线性体模量、热膨胀系数和定容热容等热动力学性质．研究表明Mos2的2／-L和2结构在O～6OGPa都满足力学稳定性条件，说明相变不是由于力学稳定性丧失导致，并且两个高压相在压力下呈现出较强的弹性各向异性，在O～5OGPa内其a轴抗压缩均能力强于c轴．在相变机制上，Mulliken布居分析表明，随着压力增加，S原子向Mo原子转移电

3、子以及Mo原子内S电子向d电子转移对MoSz从2／-L结构相变到2／-／．结构起到重要作用．关键词：MoS2，高压相变，弹性常数，热力学性质=C：7115A，6740K，6220D，6400nRr-PRⅡ[=]【pLESINVE】[]【(10N0INTHESnI(rI瓜AITRANSIr]r10lNHualongJIANGDaweiZHoUXuYanLIUGenquanLIShuaiZHANGChaozhengHEXilianJINCollegeofPhysicsandElectronicEng

4、ineering，NanyangNormalUniversity，HenanNanyang473061；。StateKeyLaboratoryofSuperhardMaterials，JilinUniversity，Changchun130012Receiveddate：2014—01—07；revisedmanuscriptreceiveddate：2014—03—22[Abstract]Thethermodynamicpropertiesandstructuretransitionmecha

5、nismofthelayeredMoSeunderpressureareinvestigatedbyfirstprinciplesmethodbasedOndensityfunctionaltheory．Theresultsshowthatthe2／-／~phaseofMoS2willtransitionto2／-／~phaseat17．5GPa，whichisgenerallyagreewiththeprevioustheoreticalresults(20Gpa)．Weinvestigate

6、dthethermodynamicpropertiesof2Hphaseand2phasesuchaselasticconstants，bulk国家自然科学基金(批准号：61306007，11174102)、理论物理专项基金(批准号：11247222)、河南联合基金(批准号：U1304612)、河南省教育厅自然科学基金(批准号：2011B510013)和南阳师范学院科研基金(批准号：zx2012021，zx2012018，nytc2006kl06)资助的课题．Projectsupportedby

7、theNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．61306007，11174102)，theSpecialFoundationfortheoreticalphysicsResearchProgramofChina(GrantNo．11247222)．theHeNanJointFundsoftheNationalNaturalScienceFoundationofChina(GrantNo．U13o4612)，ScienceFoundationofEdu

8、cationDepartmentofHenanProvince，China(GrantNo．2011B510o13)，andtheNan—yangNormalUniversityScienceFoundation，China(GrantNo．ZX2012021，ZX2012018，nytc2006k1068)．jiang_hualon8：@163．corn380低温物理学报第35卷modulus，velocity，Debyetemperature，linearbulkmodulus，therma