Au_1-xPt_xSn₂(x=0,0.125,0.25,0.50,0.75,0.875,1)体系相结构稳定性、电子结构与弹性性质的第一性原理研究

通过基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了Au1-xPtxSn2 (x=0,0.125,0.25,0.50,0.75,0.875,1)体系各合金相的结构、形成能、电子结构和弹性性质。首先分别采用虚拟晶体近似法(VCA)和超胞法(SC)搭建晶体结构模型,再由形成能的计算结果判断出稳定的结构模型,然后对其能带结构、总态密度、分态密度、键合特征和弹性性质等进行研究。结果表明,SC法搭建的晶体结构模型较稳定,且随着Pt元素摩尔含量的增大,Au1-xPtxSn2合金相的形成能随之减小,说明该体系更倾向于形成C1型结构。同时发现Au0.125Pt0.875Sn2稳定性较好。而Au0.5Pt0.5Sn2成键强度较其他合金相强,这与该合金中同时存在两种类型的d-p杂化有关。对Au1-xPtxSn2体系弹性性质的研究表明,Au0.75Pt0.25Sn2和Au0.5Pt0.5Sn2为脆性相,而AuSn2、Au0.875Pt0.125Sn2、Au0.25Pt0.75Sn2、Au0.125Pt0.875Sn2和PtSn2为延性相,其中Au0.5Pt0.5Sn2合金相的原子间结合力较强,材料强度较大