钨晶体生长的数值模拟与晶习预测

• 作者: 刘庆生 程华金 郭浩 王学重 高帅涛
• 来源期刊: 稀有金属
• 关键词: W 电子结构 晶习预测 表面能
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 研究论文|Papers
• 页码范围: 848-856
• 页数: 9页
• 分类号: TG146.4+11
• 语种: 中文
• DOI: 10.13373/j.cnki.cjrm.XY19070033

摘要

使用Material Studio 7.0软件创建W晶体中(310),(101),(012)和(111)晶面的真空slab模型,利用密度泛函理论(DFT)对各晶面slab模型作总能量、表面能和电子结构的计算.采用BFDH(Bravais-Friedel-Donnary-Harker)和Equilibrium Morphology模型对W晶体与各晶面的slab模型的生长习性进行计算并预测其理论晶习.在晶体生长过程中,当(012)面为主要显露面时晶体能量状态稳定,存在有一定的热力学稳定性.当(310)和(101)面为主要显露面时晶体能量稳定性较差,在晶体生长过程中容易消失.费米能级最高的(101)面前线价电子活跃,存在可与晶体生长基元键合的"活性点".费米能级最小的(012)面前线价电子稳定,存在电子结构动力学相对稳定性.(101)面slab模型的最小能区宽度最小,而态密度峰值最大,表明其内层电子相对稳定.此外,BFDH和Equilibrium Morphology模型对W晶体的晶习预测表明最重要的生长面是(001)晶面,这与各晶面slab模型的晶习预测结果一致.通过Equilibrium Morphology模型模拟的W理论晶习呈正多面体与实际生长情况相近.