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压力下MoS2的结构相变以及热动力学性质的第一原理研究

蒋华龙 , 周大伟 , 刘旭焱 , 李根全 , 张帅 , 何朝政 , 靳希联

低温物理学报

采用基于密度泛函理论的第一原理方法研究了层状MoS2在压力下的热动力学性质和相变机制.计算表明MoS2的2Hc结构在17.5 GPa会相变到2Ha结构,与此前理论结果20 GPa基本一致.对比分析了两个结构在压力下的弹性常数、体模量、波速、德拜温度、线性体模量、热膨胀系数和定容热容等热动力学性质.研究表明MoS2的2Hc和2Ha结构在0~60 GPa都满足力学稳定性条件,说明相变不是由于力学稳定性丧失导致,并且两个高压相在压力下呈现出较强的弹性各向异性,在0~50 GPa内其a轴抗压缩均能力强于c轴.在相变机制上,Mulliken布居分析表明,随着压力增加,S原子向Mo原子转移电子以及Mo原子内s电子向d电子转移对MoS2从2Hc结构相变到2Ha结构起到重要作用.

关键词: MoS2 , 高压相变 , 弹性常数 , 热力学性质

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