Au_1-xPt_xSn₂（x=0,0.125,0.25,0.50,0.75,0.875,1）体系相结构稳定性、电子结构与弹性性质的第一性原理研究

胡洁琼^1,2，谢明^1,2，陈永泰^1,2，陈松^1,2，李爱坤²，王塞北^1,2

1. 昆明理工大学材料科学与工程学院2. 昆明贵金属研究所

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Au_1-xPt_xSn₂（x=0,0.125,0.25,0.50,0.75,0.875,1）体系各合金相的结构、形成能、电子结构和弹性性质。首先分别采用虚拟晶体近似法（VCA）和超胞法（SC）搭建晶体结构模型,再由形成能的计算结果判断出稳定的结构模型,然后对其能带结构、总态密度、分态密度、键合特征和弹性性质等进行研究。结果表明,SC法搭建的晶体结构模型较稳定,且随着Pt元素摩尔含量的增大,Au_1-xPt_xSn₂合金相的形成能随之减小,说明该体系更倾向于形成C1型结构。同时发现Au_0.125Pt_0.875Sn₂稳定性较好。而Au_0.5Pt_0.5Sn₂成键强度较其他合金相强,这与该合金中同时存在两种类型的d-p杂化有关。对Au_1-xPt_xSn₂体系弹性性质的研究表明,Au_0.75Pt_0.25Sn₂和Au_0.5Pt_0.5Sn₂为脆性相,而AuSn₂、Au_0.875Pt_0.125Sn₂、Au_0.25Pt_0.75Sn₂、Au_0.125Pt_0.875Sn₂和PtSn₂为延性相,其中Au_0.5Pt_0.5Sn₂合金相的原子间结合力较强,材料强度较大。

关键词：第一性原理;虚拟晶体近似法;超胞法;电子结构;弹性性质;