稀土La掺杂Mg₂Si的几何结构、弹性性能和电子结构的第一性原理研究

来源期刊：材料工程2020年第4期

论文作者：李英民 马鸣檀 任玉艳 刘桐宇

文章页码：100 - 107

关键词：第一性原理;稀土元素La;Mg₂Si;弹性性能;电子结构;

摘    要：采用密度泛函理论（DFT）的第一性原理平面波赝势方法对稀土元素镧（La）掺杂Mg₂Si的几何结构、弹性性能和电子结构进行计算与分析。首先,结合形成焓、Born力学稳定性以及差分电荷密度的结果可知,掺杂稀土元素La之后,形成的Mg₈Si₄La和Mg₈Si₃La均不能稳定存在,La掺杂的Mg₂Si优先占据体系Mg原子的位置;其次,晶体的体模量（B）,剪切模量（G）,杨氏模量（E）,泊松比（ν）,以及各向异性系数（A）的计算结果表明本征Mg₂Si为脆性相,而Mg₇Si₄La为韧性相,掺杂La可以提高Mg₂Si的延展性;最后,态密度、Mulliken布居数和电荷差分密度的计算结果表明掺杂稀土镧后费米面向高能级区域偏离,进入导带,提高了Mg₂Si的导电性。