ZrX3(X=Os, Ir, Pt, Hg)金属间化合物的力学性质与电子结构第一性原理研究

作者：熊明姚; 杨淑敏^*

来源：微纳电子技术, 2023, 60(03): 368-377.

DOI：10.13250/j.cnki.wndz.2023.03.006

• 金属间化合物
• 弹性性质
• 力学性质
• 电子结构
• 第一性原理

采用QUANTUM ESPRESSO和ElaStic软件包计算了ZrX3(X=Os, Ir, Pt, Hg)四种金属间化合物的力学性质和电子结构，包括四种金属间化合物的弹性常数(C11、C12和C44)、体积模量(B)、剪切模量(G)、杨氏模量(E)、维氏硬度(HV)、各向异性指数(AU)、横向声速(vt)、纵向声速(vl)、平均声速(vm)和德拜温度(ΘD)。力学稳定性判据表明，ZrX3(X=Os, Ir, Pt, Hg)四种金属间化合物的机械性能稳定。计算各向异性指数的结果表明，ZrX3(X=Os, Ir, Pt, Hg)四种金属间化合物的各向异性指数分别为0.53,0.48,0.23和0.30。从Pugh标准来看，ZrX3(X=Os, Pt, Hg)三种金属间化合物具有韧性，而ZrIr3表现出脆性。ZrX3(X=Os, Ir, Pt, Hg)四种金属间化合物的维氏硬度分别为8.69、18.60、9.88和4.47 GPa。ZrX3(X=Os, Ir, Pt, Hg)四种金属间化合物的德拜温度分别为330.33、406.09、322.72和189.67 K。能带结构和态密度分析均表明ZrX3(X=Os, Ir, Pt, Hg)四种金属间化合物具有金属特性。通过电荷密度分布图分析了ZrX3(X=Os, Ir, Pt, Hg)四种金属间化合物的电荷密度分布情况以及各个原子间的成键类型。