刘定兴, 丁迎春, 田 媛, 冯 涛, 彭建洪

(1. 重庆三峡学院 教师教育学院, 万州 404100; 2. 成都信息工程大学 光电工程学院, 成都 610225; 3. 青海民族大学 纳米材料与技术重点实验室, 西宁 810007)

1 引 言

具有AB2X2(122型)化学计量比的三大类化合物分为：硫系化合物，包括氧化物，硫化物，硒化物和碲化物；磷族元素化物，包括氮化物、磷化物，砷化物、锑化物和铋；CaAl2Si2型化合物，包括碳化物、硅化物和锗化物. 在AB2X2化学计量中，A为碱、碱土或稀土元素，B表示过渡金属或主要的类金属，而X是周期表中III A 和IV A族元素[1].

近年来，研究表明AB2X2型三元金属间化合物可具有储能、催化、超导、发光等方面的特性，有着广泛的潜在应用前景，因而得到了国内外学者的重视[2-13]. 赵丽波等研究了将CaAl2Si2作为一种二次电池负极材料，表现出高的放电比容量(210 mAhg-1)[12]. Huang 等人研究了CaAl2Si2材料的电子结构和电子-声子相互作用[14]. Imai等人研究了CaAl2Si2的电子电导率和霍尔系数，表明CaAl2Si2这种化合物是一种电子和空穴都有助于传输特性的金属[15]. 研究发现CaAl2Si2具有半金属特性[16, 17]. Su 等人研究了层状CaAl2Si2具有多重非平凡拓扑状态，具有拓扑半金属特性[18, 19]. Costa等人通过高温(1000-1300 K)方法合成CaAl2Ge2单晶化合物，并采用LMTO理论方法研究分析了CaAl2Ge2单晶的电子能带结构[20].

据我们所知，目前关于CaAl2X2(X=C,Si,Ge)材料的热稳定性和力学性能并没有得到较多的关注，而这些属性对于研究其作为二次电池电极材料是非常重要的. 为此，本文基于密度泛函理论，详细研究了CaAl2X2(X=C,Si,Ge)的声子谱和力学性质.

2 计算方法与理论描述

本文基于密度……