锂硅合金的力学、声学及光学性质的第一性原理研究（英文）

摘要

概要:锂硅合金作为潜在的锂离子电池已被广泛研究。了解锂硅合金的力学、声学和光学性质对于改进电池的性能非常重要。本文从理论上研究了几种锂硅合金的一系列特性。研究表明,这些锂硅合金具有力学稳定性。随着锂浓度的增加,锂硅合金中Si-Si键减少,从而使其越来越容易变形。弹性模量的分析表明,随着锂浓度的增加,体模量增加,且Li22Si5的杨氏模量各向异性最强。杨氏模量各向异性强度的次序为:Li22Si5＞Li15Si4＞Li Si＞Li17Si4＞Li12Si7＞Li13Si4。从声速的各向异性分析得知,横向声速小于相应的纵向声速。立方体系的纵波在[111]方向最快,正交体系的纵波在[001]方向最快,而四方晶系的纵波在[010]方向最快。所研究的锂硅合金的导热性较低,且当光子能量小于20 eV时,显示出较高的各向异性。