基于第一性原理的D8m-Mo5Si3成键特征与点缺陷行为

摘要

运用第一性原理平面波赝势方法,对D8m-Mo5Si3化合物的空位与反位缺陷的形成能、点缺陷浓度及其电子结构进行计算,研究D8m-Mo5Si3的成键行为,并分析了其点缺陷结构的稳定性.结果表明:D8m-Mo5Si3的晶格常数a=9.6808?,c=4.9033?,体模量B0=247.08 GPa.Mo5Si3的成键电荷密度呈现出纺锤状特征,表明了Mo 4d态和Si 3p态之间的局部杂化效应.由形成能的计算结果可知,在富Mo合金中MoSi1缺陷最稳定,在富Si合金中SiMo2缺陷最稳定.究其原因是因为在MoSi1和SiMo2这两种缺陷中Si和Mo原子之间的电荷积累效应得到增强,相互作用增大.结合Wagner-Schottky模型,研究了在2173 K下D8m-Mo5Si3的点缺陷浓度与成分之间的关系,计算结果再次证实了MoSi1和SiMo2是富Mo或富Si合金中最主要的缺陷形式.