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1、自擴(kuò)散系數(shù)的第一性原理計(jì)算中南大學(xué)粉末冶金國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室材料設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究中心軟件：VASP,ATAT,MATLAB杜勇目錄:2.簡諧近似及空位振動(dòng)熵1.自擴(kuò)散系數(shù)的描述3.空位形成焓4.有效頻率與振動(dòng)頻率5.遷移焓及NEB(NudgedElasticmethod)6.結(jié)果自擴(kuò)散系數(shù)通過下式來描述：自擴(kuò)散系數(shù)關(guān)聯(lián)因子(對(duì)fcc體系為,0.7815)晶格常數(shù)(全弛豫和E-V曲線擬合)空位濃度振動(dòng)頻率空位振動(dòng)熵空位形成焓空位遷移熵空位遷移焓有效頻率因子有效頻率1.自擴(kuò)散系數(shù)的描述目錄:2.簡諧近似及空位振動(dòng)熵1.自擴(kuò)散系數(shù)
2、的描述3.空位形成焓4.有效頻率與振動(dòng)頻率5.遷移焓及NEB(NudgedElasticmethod)6.結(jié)果2.簡諧近似及空位振動(dòng)熵簡諧近似Harmonicapproximation簡諧近似描述的亥姆霍茲自由能如下：對(duì)應(yīng)的焓和熵如下：基于此近似計(jì)算空位振動(dòng)熵：含有1個(gè)空位和31個(gè)Al原子的體系的振動(dòng)熵不含有空位的32個(gè)Al原子體系的振動(dòng)熵空位振動(dòng)熵目錄:2.簡諧近似及空位振動(dòng)熵1.自擴(kuò)散系數(shù)的描述3.空位形成焓4.有效頻率與振動(dòng)頻率5.遷移焓及NEB(NudgedElasticmethod)6.結(jié)果將被剔除的Al原子
3、Al原子被剔除后空位形成焓計(jì)算機(jī)制108個(gè)Al原子107個(gè)Al原子和一個(gè)空位3.空位形成焓含有1個(gè)空位和31個(gè)Al原子的體系的結(jié)合能不含有空位的32個(gè)Al原子體系的結(jié)合能空位形成焓目錄:2.簡諧近似及空位振動(dòng)熵1.自擴(kuò)散系數(shù)的描述3.空位形成焓4.有效頻率與振動(dòng)頻率5.遷移焓及NEB(NudgedElasticmethod)6.結(jié)果4.有效頻率與振動(dòng)頻率振動(dòng)頻率的定義：上式中v*為有效頻率，w為振動(dòng)頻率.由過渡態(tài)理論TST(TransitionStateTheory):使用上式,v*可以通過Γ-點(diǎn)的振動(dòng)頻率計(jì)算得到.由
4、于篇幅原因，這里我們不再計(jì)算遷移熵和有效頻率因子，二者的計(jì)算可以使用double-wellapproach來實(shí)現(xiàn)！目錄:2.簡諧近似及空位振動(dòng)熵1.自擴(kuò)散系數(shù)的描述3.空位形成焓4.有效頻率與振動(dòng)頻率5.遷移焓及NEB(NudgedElasticmethod)6.結(jié)果5.遷移焓及NEB(NudgedElasticmethod)NEB(NudgedElasticmethod)是計(jì)算能量最小路徑(MEP,minimumenergypath)的一種方法，使用此方法可以準(zhǔn)確計(jì)算得到始態(tài)與過度態(tài)之間的能量差值.以下是使用該方法計(jì)
5、算得到的遷移焓：圖1.Al的空位遷移焓(GGA-PW91)圖2.Al的空位遷移焓(LDA)目錄:2.簡諧近似及空位振動(dòng)熵1.自擴(kuò)散系數(shù)的描述3.空位形成焓4.有效頻率與振動(dòng)頻率5.遷移焓及NEB(NudgedElasticmethod)6.結(jié)果圖1.純Al,單空位Al以及過渡態(tài)的三種不同構(gòu)型的聲子態(tài)密度(GGA-91)圖2.純Al,單空位Al以及過渡態(tài)的三種不同構(gòu)型的聲子態(tài)密度(LDA)圖3.空位振動(dòng)熵隨溫度的變化(GGA-91)圖4.空位振動(dòng)熵隨溫度的變化(LDA)簡諧近似晶格振動(dòng)結(jié)果第一性原理Al自擴(kuò)散系數(shù)與實(shí)驗(yàn)值
6、比較(GGA-PW91)第一性原理Al自擴(kuò)散系數(shù)與實(shí)驗(yàn)值比較(LDA)6.擴(kuò)散系數(shù)結(jié)果StudiesPresentworkPresentworkD0(m2/s)Q(eV)GGA15.314×10-61.2604LDA8.9222×10-61.2816Exp.(3.5,13.7,171,10,17.6)×10-61.25,1.28,1.48,1.33,1.31參考文獻(xiàn)：[1]M.Mantinaetal.,ActaMaterialia(2009).[2]M.Mantinaetal.,PHYSICALREVIEWLETTER
7、S100(2008).[3]A.VanderVen,andG.Ceder,PHYSICALREVIEWLETTERS94(2005).[4]AntonVanderVenetal.,ProgressinMaterialsScience55,61(2010).[5]KarinCarling,andG.Wahnstr?m,PHYSICALREVIEWLETTERS85(2000).[6]DarkoSimonovic,andM.H.F.Sluiter,PHYSICALREVIEWB79(2009).[7]M.Mantinaet
8、al.,PHYSICALREVIEWB80(2009).[8]A.D.LeClaire,JournalofNuclearMaterials69&70,70(1978).謝謝！
