H掺杂Ti_(3)SiC_(2)/Zr异质结的理论研究

摘要

用第一性原理计算研究了掺氢Ti_(3)SiC_(2)/Zr异质结的几何结构、能垒和电子性质。由于半径小,氢原子以间隙杂质的形式处在Ti_(3)SiC_(2)/Zr晶格中。通过计算和分析掺氢Ti_(3)SiC_(2)/Zr异质结的总能量,发现当氢原子从异质界面扩散到Ti3SiC2中时遇到的势垒(1.75eV)比扩散到Zr金属中的势垒(0.25eV)高。且计算了氢原子从真空扩散到Ti3SiC2和Zr金属中所遇到的势垒(都是正值)。这些研究结果表明,Ti3SiC2可以作为防止锆金属氢脆和氢腐蚀的涂层材料。另外,还从能带结构和电子态密度等方面分析了掺氢Ti3SiC2的电子性质和价键性质。这些研究结果可能为氢在Ti_(3)SiC_(2)/Zr异质结中的扩散机制提供新的见解。