Первопринципное моделирование особенностей электронной структуры композита TiC–TiB$_2$

И. В. Плющай$^{1}$, Т. В. Горкавенко$^{1}$, Т. Л. Цареградская$^{1}$, А. И. Плющай$^{2}$, А. А. Каленик$^{1}$

$^{1}$Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, ул. Владимирская, 60, 01033 Киев, Украина
$^{2}$Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина

Получена: 27.07.2021. Скачать: PDF

Методом функционала плотности в обобщённом градиентном приближении с помощью пакета программ ABINIT проведено моделирование электронных и упругих свойств систем, составляющих композит TiC–TiB$_2$. Выполнен анализ электронных спектров диборида титана, карбида титана и построенной суперячейки композита TiC–TiB$_2$. Установлено, что основной особенностью электронной структуры исследованных систем является расположение уровня Ферми в локальном минимуме энергетической зависимости плотности электронных состояний, который формируется преимущественно 3$d$-электронными состояниями атомов титана. Показано, что незначительная диффузия атомов углерода и бора в композите TiC–TiB$_2$ не приводит к кардинальным изменениям электронной структуры композита. Рассчитанный модуль всестороннего сжатия суперячейки композита TiC–TiB$_2$ практически не отличается от такового для TiB$_2$.

Ключевые слова: диборид титана, карбид титана, композит, электронный спектр, упругие свойства.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v43/i09/1257.html

PACS: 31.15.es, 62.20.de, 71.15.Mb, 71.20.Ps, 81.05.Je, 81.05.Mh


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. Mitra Akhtari Zavareh, Dr. Ahmed Aly Diaa Mohammed Sarhan, Malihah Amiri Roudan, and Parisa Akhtari Zavareh, International Journal of Innovative Research in Science and Engineering (IJIRSE), 294: 2347 (2014).
  2. D. Vallauri, I. C. Adrian, and A. Chrysanthou, J. Eur. Ceram. Soc., 28, No. 8: 1697 (2008). Crossref
  3. C. Cui, B. Hu, L. Zhao, and S. Liu, Mater. Des., 32, No. 3: 1684 (2011). Crossref
  4. O. Popov, S. Chornobuk, and V. Vishnyakov, Int. Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 64: 106 (2017). Crossref
  5. Xinmin Min and Tao Wang, Materials Science Forum, 689: 64 (2011). Crossref
  6. X. Gonzea, B. Amadond, P.-M. Anglade, J.-M. Beuken, F. Bottin, P. Boulanger, F. Bruneval, D. Caliste, R. Caracas, M. Côté, T. Deutsch, L. Genovese, Ph. Ghosez, M. Giantomassi, S. Goedecker, D. R. Hamann, P. Hermet, F. Jollet, G. Jomard, S. Leroux, M. Mancini, S. Mazevet, M. J. T. Oliveira, G. Onida, Y. Pouillon, T. Rangel, G.-M. Rignanese, D. Sangalli, R. Shaltaf, M. Torrent, M. J. Verstraete, G. Zerah, and J. W. Zwanziger, Comput. Phys. Com., 180, No. 12: 2582 (2009). Crossref
  7. J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett., 77: 3865 (1996). Crossref
  8. Abinit [Online] Application, http://www.abinit.org [Accessed: 2004-2015] (2014). Crossref
  9. B. L. Zou, P. Shen, Z. M. Gaoand, and Q. C. Jiang, J. Euro. Ceram. Soc., 28: 2275 (2008). Crossref
  10. Z. M. Zhao, L. Zhang, Y. G. Song, W. G. Wang, and H. B. Liu, Scr. Mat., 61: 281 (2009). Crossref
  11. І. В. Плющай, Т. Л. Цареградська, О. М. Плющай, Металлофиз. новейшие технол., 40, № 8: 1113 (2018). Crossref
  12. Ronald G. Munro, J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol., 105, No. 5: 709 (2000). Crossref
  13. I. V. Plyuschay, T. V. Gorkavenko, and O. I. Plyuschay, Ukr. J. Phys., 65, No. 6: 542 (2020). Crossref