Ru2P晶体电子特性的第一性原理研究

2012-10-25刘健康

中国测试 2012年4期

关键词：方法

刘健康，王刚

（四川农业大学，四川都江堰 611830）

0 引言

过渡金属磷化物具有超导性、催化活性、磁热行为等许多优良性能[1-2]。最近的研究还发现，过渡金属磷化物与过渡金属碳化物、氮化物相比具有更好的加氢处理催化作用；因此，其在很多应用领域都引起了人们的关注。

本文应用密度泛函理论对Ru2P晶体进行了结构优化和电子性质计算，给出了其能带结构、总的态密度（TDOS）和投影态密度（PDOS）等电子结构特性；利用常用的物态方程Born-Mayer方程、Born-Mie方程和Vinet方程[3-4]，对Ru2P在0～40 GPa范围内的压强-体积（P-V）关系进行拟合，得到了Ru2P晶体体积模量B0及其对压强的一级导数B0′，这对研究其高压下的性质及应用提供了一定的理论依据；最后对Ru2P晶体在高压下的Mulliken电荷布居分析情况进行研究，讨论加压过程中电子转移的情况。

1 计算方法

本文的计算是在密度泛函理论框架下，通过运行SIESTA[5-7]程序包实现的。利用共轭梯度（CG）方法对Ru2P的晶体结构进行优化，在优化过程中，采用模守恒赝势以及原子轨道线性组合（LCAO）方法来描述晶体中的价电子与原子实的相互作用，并且同时采用了局域密度近似（LDA）[8]和广义梯度近似（GGA）[9]两种交换关联近似方法。对于LDA方法采用的是Ceperley-Alder交换关联势；对于GGA方法采用的是Perdew，Burke and Enzerhof（PBE）交换关联势。布里渊区的积分采用2×2×2的Monkorst-Pack形式的特殊K点对全布里渊区求和[10]，作用在每个原子上的力不大于 0.02eV/Å（1Å=10-10m），能量积分在倒易空间中进行。