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摘要运用基于遗传算法的晶体结构搜索方法，预测了三个新型TaAs二元化合物，即TaAs2、Ta3As和Ta2As。基于密度泛函理论的第一性原理总能计算方法，在0GPa、10GPa和20GPa压力下，对预测的新型化合物进行结构优化，并计算其能带和态密度。TaAs具有很小的带隙，而预测的新型化合物是金属。通过做TaAs化合物的形成焓图，得到 Ta3As和TaAs2 在研究的压力范围内是热力学稳定的。弹性常数计算证实了预测的新型化合物的力学稳定性。41234
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该论文有图17幅，表2个，参考文献23篇。
毕业论文关键词：Weyl半金属 第一性原理 能带 态密度 形成焓
The Structure, Mechanical and Electronic Properties of Novel Binary Compounds of TaAs
Abstract
Using crystal structural prediction method based on genetic algorithm combined with the firstprinciple total energy calculations under the framework of density function theory, three new compounds of TaAs system,TaAs2，Ta3As，and Ta2As, were predicted via formation enthalpy analysis. Among them, Ta3As and TaAs2 are thermodynamically stable phases while Ta2As unstable one. The energy band and density of states of newly binary compounds were obtained at the pressure of 0GPa, 10GPa and 20GPa. Band structure calculations conclude the narrow of the band gap in TaAs and the metallic characteristic of newly predicted compounds. The calculated elastic constants indicates mechanical stability of discussed compounds.
This paper have 17 pictures, 2 tables and 23 references.
Key Words: Weyl semimetal Firstprinciples Energy band Density of states Formation enthalpy
摘要 Ⅰ
AbstractⅡ
目录Ⅲ
图清单Ⅳ
表清单Ⅳ
1 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 Weyl半金属简介 1
1.3 研究现状 2
1.4 研究目的 3
2 理论方法和软件介绍 4
2.1第一性原理计算的简介 4
2.2 密度泛函理论 4
2.3 费米能级 5
2.4 弹性常数 5
2.5布里渊区 6
2.6 CASTEP软件的介绍 6
2.7遗传算法 6
3 新型TaAs二元化合物的理论预测及物性 7
3.1 元素固体的结构与性质 7
3.2 计算细节 8
3.3 新型TaAs化合物的结构特性 8
3.3.1 热动力学稳定化合物的预测 8
3.3.2 预测的新型化合物的结构特征 9
3.4 预测的TaAs新型化合物的力学性质 11
3.5 新型TaAs化合物的电子特性 12
4 总结 18
参考文献 19
致谢 21
图清单
图序号 图名称 页码
图31 元素固体结构图 7
图32 高压下TaAs系统的凸胞图 8
图33 TaAs化合物的结构图 9
图34 TaAs能带图和态密度 13
图35 TaAs能带图和态密度 15
图36 总的态密度和分波态密度 17
表清单
表序号 表名称 页码
表31 TaAs新型化合物零压下的晶格常数，原子分数坐标和密度 10
表32 弹性性质参数 12
1 绪论
1.1 引言
目前，尽管高能物理与凝聚态物理之间有差别，但是有时候它们会用到相同的理论知识。在量子力学中的Dirac和Weyl费米子的基础概念也适用于凝聚态系统，特别是在拓扑绝缘体的研究方面。对这些物态的研究不仅提高了人们对凝聚态物理的理解，也进一步的揭示了高能物理与凝聚态物理的联系。