第二次973中期汇报(2003年): 材料计算设计与性能预测基础

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1 第二次973中期汇报(2003年): 材料计算设计与性能预测基础
原子相互作用势势库 （G ) 及 新型稀土化合物结构设计 (G )      主要负责单位：北京科技大学清华大学 配合实验单位：中国科学院物理研究所 年11月

2 第二次973中期汇报(2003年): 材料计算设计与性能预测基础 原子相互作用势势库 （G200006701)
主要负责单位：北京科技大学清华大学 2003年11月

3 继续运用晶格反演理论，从多种虚拟结构的第一原理计算中提取出多种离子间相互作用势。这种方法完全是由我们中国人自主建立的。正与物理所杨国祯，理化所陈创天讨论在人工晶体等领域的协作 。
B1(rocksalt) B3(zincblende) T T2

4 已完成: φ(Li-Li), φ(Li-Cl), φ(Na-Na), φ(Na-Cl),
φ(K-K), φ(K-Cl), φ(Rb-Cl), φ(Cl-Cl), φ(Mg-Mg), φ(Mg-O), φ(Ca-Ca), φ(Ca-O), φ(O-O), φ(Ba-Ba), φ(Ba-O), φ(Cs-Cs), φ(Cs-O), φ(Sr-O), φ(Sr-Sr), …

5 已发表文章 Zhang S, Chen NX, Study on the high-pressure properties of KCl crystal by inversion pair potentials, Mat. Sci. Eng B-SOLID 99(1-3)(2003): Zhang S, Chen NX, Molecular dynamics simulations for high-pressure induced B1-B2 transition in NaCl by Mobius pair potentials, Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 11 (2003) Zhang S, Chen NX, Determination of the B1-B2 transition path in RbCl by mobius pair potential, Philos. Mag. 83 (2003) Zhang S, Chen NX, Lattice inversion for interionic pair potentials J. Chem. Phys. 118 (2003) Zhang S, Chen NX, Energies and stabilities of sodium chloride clusters based on inversion pair potentials, Physica B, 325 (2003) Zhang S, Chen NX, Ab initio interionic potentials for NaCl by multiple lattice inversion, Phys. Rev. B 66 (2002) art. no

6 继续运用晶格反演理论，从多种虚拟结构的第一原理计算中提取出多种半导体原子间相互作用势。这种方法也是由我们中国人自主建立的 。
B3(zincblende) B10(PbO-type) B10’(PbO-type)

7 已完成的元素半导体和化合物半导体中势 φ(C-C), φ(Si-Si), φ(Ge-Ge), φ(Sn-Sn);
φ(B-B), φ(Al-Al),φ(Ga-Ga), φ(In-In), φ(N-N), φ(P-P), φ(As-As), φ(Sb-Sb), φ(B-N), φ(Al-N), φ(Ga-N), φ(In-N), φ(B-P), φ(Al-P), φ(Ga-P), φ(In-P), φ(B-As),φ(Al-As),φ(Ga-As), φ(In-As), φ(Ga-Sb), φ(In-Sb),… φ(N-Ga-N), φ(N-Al-N), φ(As-Ga-As), φ(Ga-As-Ga), φ(N-In-N), φ(Al-N-Al), φ(In-N-In), φ(Ga-As-Ga), …

8 已和半导体所郑厚植等讨论在纳米管等领域协作问题。
计算结果表明: (1) 对GaAs, InAs, GaP, InP, NB等材料，仅用适当的二体势（B1&B3）已能很好反映它们的结构稳定性，空间群和结构参数，以及弹性模量等； (2) 若用二体势 (B3&B10&B10´) 配以三体势则不但能很好反映上述材料的结构稳定性，空间群和结构参数，以及弹性模量，还能很好描述GaAs声子谱； (3) 对GaAs半导体表面在各向异性压强下，可能发生的新的驰豫结构做了一定的探讨,这将应用于材料的异质结生长设计； (4) 对AlN, GaN和InN等纤锌矿（wurtzite）结构材料而言, 计算结果表明，可用较简单的闪锌矿（zinc-blend）结构通过B3-B1第一原理计算出合用的二体势，它可用于构造GaN纳米管，并分析B3-B4相变过程； 已和半导体所郑厚植等讨论在纳米管等领域协作问题。

9 谢 谢!

10 Na Cl Schematic representation of NaCl with B1 structure , the space group is Fm-3m

11 Na Cl Schematic representation of NaCl with B3 structure , the space group is F-43m

12 Na Cl Schematic representation of NaCl with T1 structure , the space group is P4/mmm

13 Na Cl Schematic representation of NaCl with T2 structure , the space group is P4/mmm

14 Ga As Schematic representation of GaAs with B3 structure , the space group is F-43m

15 Ga As Schematic representation of GaAs with B3 structure , the space group is F-43m

16 Ga As Schematic representation of GaAs with B10 structure , the space group is P4/nmm

17 Ga As Schematic representation of GaAs with B10’ structure , the space group is P4/nmm