陈 松，毛文蔚，王卫国

(福建工程学院材料科学与工程学院，福州 350118)

0 引 言

为进一步了解Mg2Sn材料的微观信息以及提高实验效率，研究者进行许多理论计算研究。如，Tani等[12]通过第一性原理计算研究不同原子掺杂下Mg2Sn的电子行为及稳定性，结果表明Sc、Y、La、P、As、Sb及Bi是很好的施主原子，而相对的 Li和Na则是很好的受主原子。刘娜娜等[13]运用线性响应方法确定声子色散关系和态密度，同时其计算结果表明Mg2Sn具有0.119 8 eV的间接能隙。同时Ren等[14]研究Mg2Sn (100)表面的稳定性和电子结构，结果表明Mg原子为终止层的表面比Sn原子为终止层的表面更稳定。Jin等[15]通过第一性原理计算发现，Mg2Sn中Sn电子能带反转，有利于通过掺杂优化其热电性能。然而GGA/LDA电子交换关联能往往会低估半导体材料的能隙，致使Mg2Sn的计算结果显示其是具有赝能隙的金属性材料，这明显与实验结果不一致，进而影响基于电子能带结构信息的输运性能计算结果的准确性。因此，本文采用CASTEP软件计算研究Mg2Sn的机械性质(GGA-PBE(Generalized Gradient Approximation Perdew Burke Ernzerhof)作为电子交换关联能)及电子能带结构(B3LYP(Becke三参数杂化泛函与LYP泛函相结合方法)作为电子交换关联能)，基于玻尔兹曼非平衡输运理论的方法，计算了Mg2Sn的热电性能。为进一步分析Mg2Sn的热电性质及推广应用提供了借鉴。

1 计算参数

图1 Mg2Sn晶体结构图Fig.1 Crystal structure of Mg2Sn

2 结果与讨论

2.1 机械性质

对Mg2Sn化合物进行几何优化后，其晶格常数为0.682 3 nm，略大于实验结果(0.676 5 nm)[17]，偏差小于1%。在几何优化后的结构基础上计算材料的弹性系数及弹性模量，结果列于表1中。一般弹性系数能反映晶体结构的力学稳定性, 而弹性模量则反映材料对弹性变形的抗力。……