第Ⅲ族元素磷化物热力学性质理论研究

第Ⅲ族元素磷化物是重要的半导体材料,其在有限温度下热力学性质是该类材料设计和应用的基础。在密度泛函理论以及声子模型的基础上,系统研究了第Ⅲ族元素磷化物BP、AlP、GaP和InP的结构性质及其在0~1000 K温度范围内的热膨胀系数和热力学函数。计算结果表明,四种磷化物的晶胞参数计算值与已有的实验值符合得很好。通过非简谐近似计算,发现这四种磷化物的焓、熵、热膨胀系数这些热力学性质会随着温度的升高基本呈现单调递增变化,其热容则在增加到一定程度后趋于Dulong-Petit极限。此外,还将热力学函数计算值与可提供的实验值进行了比较,发现两者一致性较好。

锂氧化物主体和表面相的稳定性研究

本文通过密度泛函理论以及声子模型,系统地研究了金属锂、氧化锂、过氧化锂、超氧化锂和臭氧化锂在不同温度下的热力学函数值以及它们在不同温度和氧气分压条件下的稳定性,并绘制了锂氧化物的热力学相图.另外,理论研究了氧气存在下各种锂氧化物表面相的稳定性,对于符合化学计量的表面,其表面能从小到大的顺序为(111)<(110)<(211)<(221)<(210)<(100).根据各表面的表面能相对大小,绘制了金属锂氧化物的表面热力学平衡曲线,并由Gibbs-Wulff晶体平衡形态理论,获得了氧化锂和过氧化锂的晶体形貌.