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

胡洁琼^1,2，谢明^1,2，陈永泰^1,2，陈松^1,2，张吉明^1,2，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。

关键词：第一性原理;Pt-M（M=Fe,Co,Ni）金属间化合物;电子结构;弹性性质;