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稀有金属2025年第05期:金属锡4种经典原子间势函数的热力学性质比较

来源:期刊VIP网 时间:


作者:邹继德;王丽芳;王越超;刘瑜;陈欣;赵继泽;宋海峰;

单位:兰州大学物理科学与技术学院;兰州理论物理中心和甘肃省理论物理重点实验室;北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室;

摘要:本文选取了4种典型锡(Sn)原子间势函数:Pot_Ravelo1997, Pot_Vella2017, Pot_Eteami2018和Pot_Ko2018,对其在计算α相和β相Sn的晶格常数、平衡体积和能量、弹性常数和模量、等温压缩、等压热膨胀等热力学物性方面的适用性进行了系统比较评估,结合已有的实验和第一性原理数据比较结果,分别给出这4种势函数的准确性和适用范围:Pot_Ravelo1997能较好地再现α-, β-Sn的晶格常数、 α-Sn的弹性常数和模量,并能够定性描述较宽温压范围内的Sn的等温压缩和等压热膨胀过程;Pot_Vella2017能够较好地给出α-Sn的弹性常数和模量,计算的β-Sn平衡体积与实验和密度泛函理论(DFT)计算结果具有一致性,但其计算晶格常数、 β-Sn弹性常数和模量与实验值相比具有一定偏差;Pot_Eteami2018能较好再现α-, β-Sn的晶格常数、定性描述较宽温压范围的α-, β-Sn等温压缩和等压热膨胀过程;Pot_Ko2018能较好再现α-, β-Sn的晶格常数、 β-Sn的弹性常数和模量,定量描述β-Sn等温压缩和等压热膨胀过程。本工作为金属锡分子动力学模拟选择合适的势函数提供了参考和依据。

关键词:金属锡;;分子动力学;;势函数;;热力学物性

基金资助:国家自然科学基金项目(12004046,U2230401,U1930401,12247101)资助