氮化镓相图预测及其高压熔化特性研究

作者：雷振帅; 孙小伟^*; 刘子江; 宋婷; 田俊红

来源：Acta Physica Sinica, 2022, 71(19): 344-353.

• 氮化镓
• 相图
• 熔化温度
• 分子动力学模拟

采用经典分子动力学模拟,结合第一性原理计算及晶格动力学方法对氮化镓(GaN)纤锌矿结构与岩盐结构在0—80 GPa压力范围内的相图进行了预测.第一性原理计算与分子动力学模拟得到的零温下GaN纤锌矿到岩盐结构的相变压力分别为44.3 GPa和45.9 GPa,与已有研究的实验结果吻合;通过外推纤锌矿结构GaN的熔化曲线得到其零压下的熔化温度为2295 K,当压力增大到33.3 GPa时,纤锌矿结构熔化曲线与岩盐结构熔化曲线相交,两种结构的熔化温度均随压力的增大而上升;GaN还可能存在超离子相,纤锌矿结构在压力大于2.0 GPa且温度高于2550 K时发生超离子相转变,岩盐结构在压力温度大于33.1 GPa和4182 K后发生超离子相转变,二者的相转变温度均会随着压力的增大而升高;GaN纤锌矿和岩盐结构的相界线并非为一直线,在高温下相界线斜率为正,随着温度的降低逐渐变为一条具有负斜率的曲线.

• 单位
  数理学院; 兰州交通大学