Pt-M(M=Fe,Co,Ni)金属间化合物电子结构和弹性性质的第一性原理研究

摘要

通过基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了Pt-M(M=Fe,Co,Ni)各金属间化合物的结构、能量、电子结构和弹性性质.首先对Pt-M(M=Fe,Co,Ni)金属间化合物进行几何优化,对其能带结构、总态密度、分态密度、键合特征和弹性性质进行研究,并计算各金属间化合物的结合能与生成焓.计算所得晶格参数与实验值和文献计算值吻合.PtFe3的生成焓最小,结合能最大,说明PtFe3较其他合金相更稳定、键合力更强.通过对Pt-M(M=Fe,Co,Ni)的能带结构和电子态密度进行计算,分析了其结构稳定性的物理本质.PtFe3-t中Pt-Fe和Fe-Fe键相比其他合金相键长较短且电荷密度较高,说明PtFe3-t中Pt-Fe和Fe-Fe键的键能比其他合金相大,所以PtFe3-t合金相的结构稳定性最好.对Pt-M(M=Fe,Co,Ni)弹性性质的研究表明PtFe3为脆性相,PtFe、Pt3Fe、PtCo、Pt3Co、PtNi和PtNi3为延性相,其中Pt3Co的塑性最好,PtFe3-t有较高的弹性模量,其原子间结合力相对较强,材料的强度较大.