钨中空位及其团簇的能量学和动力学性质参数

作者：孔祥山; 刘长松

来源：原子能科学技术, 2021, 55(01): 26-35.

• 钨
• 空位团簇
• 结合能
• 扩散能垒
• 第一性原理计算

在总结前人钨中空位及其团簇的能量学和动力学行为的研究成果基础上,采用第一性原理方法系统计算了钨中空位及其团簇的结合能和扩散能垒。研究发现,交换关联泛函PW91和PBE较PBEsol、AM05和LDA更适合用于计算钨空位的能量学性质。基于第一性原理计算结果对文献中单空位形成能、双空位作用性质等争议性问题进行了讨论,并对钨经验势进行了评估。研究结果表明,钨中孤立单空位间总是相互排斥,而空位团簇(Vn>3)对单空位具有很强的吸引作用,其结合能随着所含空位个数增多呈现波动性增大的趋势。空位团簇稳定结构可通过最小化Wigner-Seitz表面积来确定,其结合能与Vn与Vn-1之间的Wigner-Seitz面积之差呈正比。

• 单位
  中国科学院固体物理研究所; 山东大学