压强下TaB_2力学性质的第一性原理研究

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1、第31卷第3期天津师范大学学报(自然科学版)V0l_31No．32011年7月JournalofTianjinNormalUniversity(NaturalScienceEdition)Ju1．2011文章编号：1671—1114(2011)03—0032—04压强下TaB2力学性质的第一性原理研究李珍，赵辉。，秦娜(1．天津师范大学物理与电子信息学院，天津300387；2．鞍山师范学院物理系，辽宁鞍山114007)摘要：采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法，在广义梯度近似下运用纯理论计算方法得到TaB2的晶格常数、弹性模量、切

2、变模量和泊松比等力学参数，研究了TaB在不同压强下的弹性常数、体弹模量和态密度．结果表明：随着压强的增加，TaB2的弹性常数和体弹模量随之增加，而相对晶格常数和相对体积则随着压强的增加而减小；在一定压强下，TaB2沿着c轴方向的压缩性要比a轴方向的大．依据Bardeen-Cooper-Schrief—fer超导理论，TaB2在其费米能级处的态密度值随着压强的增加而降低，说明它的超导转变温度随着压强的增加而降低．关键词：Ta132；力学性质；第一性原理；密度泛函理论；弹性常数；态密度；压强中图分类号：O641文献标志码：AFirst—prin

3、ciplesstudyonmechanicalpropertiesofTaB2underpressureLIZhen，ZHA0Hui一，QNNa(1．CollegeofPhysicsandElectronicInformationScience，TianjinNormalUniversity，Tianjin300387，China；2．DepartmentofPhysics，AnshanNormalUniversity，Anshan114007，LiaoningProvince，China)Abstract：Theelasticconsta

4、nts，structuralparameters，electronicstructureandsuperconductingpropertiesofTaB2underpressureareinvestigatedbyusingfrst—principlesplane-wavepseud0p0tentialdensityfunctionaltheorywithinthegeneralizedgradientapproximation(GGA)．ItisfoundthattheelasticconstantsandbulkmodulusofTa

5、B2in—creasewithpressure，whiletherelativelatticeconstantsandrelativevolumedecreasewithpressure．Underhighpressure，differentlayerscompressionofTaB2islargerthanthesamelayercompressionofTaB2．AccordingtOBardeen-Cooper~Schrieffer(BCS)theoryofsuperconductivity，thevaluesofdensityof

6、states(DOS)attheFermilevelofTaB2decreasewithpressure，whichindicatesthattheirsuperconductingtransitiontemperaturesT0decreaseaspressureincreases．Keywords：TaB2；mechanicalproperties；first-principles；densityfunctionaltheory；elasticconstants；DOS；pressure自2001年人们首次发现二硼化镁(MgB。)具有热

7、、耐腐蚀和耐磨性能的新材料．超导性(T一39K)I1]以来，科研工作者对硼化物在众多二硼化物中，TaB。不仅具有超导产生了浓厚的研究兴趣．随后，人们发现许多一硼性_3]，而且具有耐高温和高硬度的特性，被广泛化物(ZrB，HfB，NbB，TaB，MoB等)[3和二硼化应用于超高温陶瓷材料[7-9]．从实验和理论角度，物(ZrB，NbB。，TaB等)都具有超导电性[3]，但它对于TaB。晶格常数、热力学性质、电子结构和电声们的超导转变温度T都比较低．其中，MgB在已子相互作用等性质的研究已有相关报道[如，其经发现的二硼化物常规超导材料中临界转变

8、温度最最高熔点为3200℃，硬度为24．5GPa，杨氏模量高，并且具有稳定的化学性质．同时，二硼化物还为551GPa，具有热导和电导性．前人的工作多涉具有许多优良的物理和力学特性