Диэлектрики

Ab initio исследования влияния давления на структуру, электронные и упругие свойства карбонатов щелочных–щелочно-земельных металлов

Ю. Н. Журавлев

Кемеровский государственный университет, Кемерово, Россия

Аннотация: Методами теории функционала плотности с градиентным РВЕ функционалом и дисперсионной поправкой D3(BJ) в базисе локализованных орбиталей пакета CRYSTAL17 проведено исследование влияния давления на структурные, электронные и упругие свойства K$_2$Ca(CO$_3$)$_2$, K$_2$Mg(CO$_3$)$_2$, Na$_2$Ca$_2$(CO$_3$)$_3$, Na$_2$Mg(CO$_3$)$_2$. Определены параметры уравнения состояния в форме Берча–Мурнагана третьего порядка и показано, что равновесный объем и модуль сжимаемости линейно зависят от среднего радиуса катиона. Под давлением ширины верхних валентных зон увеличиваются максимально в K$_2$Ca(CO$_3$)$_2$ и минимально в Na$_2$Ca$_2$(CO$_3$)$_3$, а центры тяжести катионных состояний смещаются на $\sim$ 0.2 eV. Рассчитаны упругие постоянные и поликристаллические модули, которые увеличиваются с уменьшением среднего радиуса катиона. Модуль сдвига для K$_2$Ca(CO$_3$)$_2$ и K$_2$Mg(CO$_3$)$_2$ уменьшается с ростом давления и это приводит к аномальному поведению продольной и поперечной скорости акустической волны.

Ключевые слова: ab initio расчеты, бючлиит, эйтелит, шортит, уравнение состояния, упругие модули, плотность состояний, давление.

Поступила в редакцию: 25.05.2022
Исправленный вариант: 19.06.2022
Принята в печать: 19.06.2022

DOI: 10.21883/FTT.2022.11.53326.386

Реферативные базы данных:

•