3d过渡金属碳化物相稳定性和化学键的第一性原理研究

采用第一性原理方法对具有NaCl相、CsCl相以及WC相结构的3d过渡金属碳化物MC(M=Sc～Ni)的电子结构进行了详细研究,研究结果表明,对于同一类型相结构的MC化合物具有相似的能带结构,均可用刚性带模型来描述,并由此得到了三种相统一的态密度(DOS)分布基于该DOS分布,通过分析费米能级附近DOS的大小并结合体系的结合能,对三种相的稳定性进行了探讨.结果表明,CsCl相构型最不稳定;对于3d电子数较少的MC化合物(M=Sc～V),以NaCl相为稳定构型;对于M=Cr～Ni的MC化合物,则以WC相为稳定相.此外,通过采用双子晶格模型,进一步从化学键角度对影响三种相稳定性的内在原因进行了探讨.