Kvantově mechanické studium strukturní stability různých modifikací nitridů niklu o složení Ni4N

0387654 - ÚFM 2013 RIV CZ cze K - Conference Paper (Czech conference)
Hemzalová, P. - Friák, Martin - Šob, Mojmír - Neugebauer, J.
Kvantově mechanické studium strukturní stability různých modifikací nitridů niklu o složení Ni4N.
[Qantum-mechanical study of structural stability of Ni4N allotropes.]
Víceúrovňový design pokrokových materiálů: sborník doktorské konference 2012. Brno: Ústav fyziky materiálů, AV ČR, v.v.i, 2012 - (Dlouhý, I.; Švejcar, J.; Šob, M.), s. 17-24. ISBN 978-80-87434-06-2.
[Víceúrovňový design pokrokových materiálů 2012. Brno (CZ), 29.11.2012]
R&D Projects: GA ČR GD106/09/H035; GA ČR(CZ) GAP108/12/0311; GA AV ČR IAA100100920; GA MŠMT(CZ) ED1.1.00/02.0068
Institutional support: RVO:68081723
Keywords : electronic structure * thermodynamic stability * nickel nitrides
Subject RIV: BM - Solid Matter Physics ; Magnetism

Byly provedeny výpočty elektronové struktury z prvních principů pro Ni4N v 8 krystalografických modifikacích. Jako nejstabilnější struktura byla identifikována kubická fáze s Pearsonovým symbolem cP5 a prostorovou grupou Pm-3m (221). Pro všech 8 studovaných struktur jsme určili termodynamické, magnetické a elastické vlastnosti. Ukazuje se, že termodynamická stabilita a modul objemové pružnosti jsou antikorelovány.

Parameter-free density functional theory (DFT) calculations of Ni4N in eight crystallographic phases were performed using the pseudopotential approach implemented in the VASP code; the exchange-correlation energy was evaluated within the generalized gradient approximation (GGA). In agreement with experiments, the cubic structure with Pearson symbol cP5, space group Pm-3m (221), has been found to be the most stable. It is also the only thermodynamically stable structure at T=0 K with respect to decomposition into elemental Ni crystal and N2 gas phase. We determine structural, thermodynamic, electronic, magnetic and elastic properties of all eight Ni4N allotropes studied. The thermodynamic stability and bulk modulus is found to be anti-correlated. For the cubic allotropes, we predict a complete set of single-crystalline elastic constants, directional dependence of the single-crystalline Young modulus and homogenized polycrystalline elastic moduli.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0216662