Atomic self-diffusion anisotropy of HCP metals from first-principles calculations
Atomic self-diffusion anisotropy of HCP metals from first-principles calculations
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根据第一性原理计算 HCP 金属的原子自扩散各向异性
DOI：
10.1016/j.commatsci.2016.11.033
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发表时间：
2017-02
影响因子：
3.3
通讯作者：
Qing-Miao Hu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tatiana I. Spiridonova;Svetlana E. Kulkova;Rui Yang;Qing-Miao Hu
采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法计算了六方晶系金属Mg、Zn、Ti、Zr和Hf中原子自扩散的迁移能垒。系统地研究了平面波截止能量、k网格、超胞尺寸和几何优化方案等关键因素对计算的迁移势垒及其各向异性的影响。我们发现，超晶胞的大小严重影响的迁移能垒和它的各向异性的金属与valencedelectrons（Ti，Zr和Hf），但不为那些只有valencesmetals（Mg）。一般而言，迁移能垒的各向异性随着超晶胞尺寸的增大而减小，尤其是对于Ti、Zr和Hf。超原胞的形状和体积的优化对用小尺寸超原胞计算的迁移能垒很重要，但对用大尺寸超原胞计算的迁移能垒不重要。利用计算得到的迁移能垒，基于过渡态理论计算了自扩散系数，并与其他第一性原理计算和实验测量结果进行了比较。
A plane wave pseudo-potential method based on density functional theory is employed to calculate the migration energy barrier for the atomic self-diffusion in HCP metals including Mg, Zn, Ti, Zr, and Hf. The influences of some key factors (plane-wave cutoff energy,k-mesh, supercell size, and geometric optimization scheme) on the calculated migration energy barrier and its anisotropy are systematically investigated. We show that the supercell size affects heavily the migration energy barrier and its anisotropy for the metals with valencedelectrons (Ti, Zr, and Hf) but not for the ones with only valencesmetals (Mg). In general, the anisotropy of the migration energy barrier reduces with increasing size of the supercell especially for Ti, Zr, and Hf. The optimization of the shape and volume of the supercell matters for the migration energy barrier calculated with the small size supercell but not for that calculated with the large supercell. With the calculated migration energy barrier, the self-diffusion coefficients are evaluated based on the transition state theory and compared with other first-principles calculations and the experimental measurements.
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稀α-Ti合金中合金元素扩散系数的第一性原理研究
影响因子：
3.3
作者：
Xu W. W.;Shang S. L.;Zhou B. C.;Wang Y.;Chen L. J.;Wang C. P.;Liu X. J.;Liu Z. K.
通讯作者：
Liu Z. K.
影响因子：
3.1
作者：
G. M. Hood
通讯作者：
G. M. Hood
影响因子：
3.7
作者：
Kresse, G;Furthmuller, J
通讯作者：
Furthmuller, J
DOI：
10.1088/0953-8984/13/6/302
发表时间：
2001-02
期刊：
Journal of Physics: Condensed Matter
影响因子：
--
作者：
Wangyu Hu;Bangwei Zhang;Bai-yun Huang;F. Gao;D. Bacon
通讯作者：
Wangyu Hu;Bangwei Zhang;Bai-yun Huang;F. Gao;D. Bacon
DOI：
10.1016/0001-6160(53)90081-9
发表时间：
1953-09
期刊：
Acta Metallurgica
影响因子：
--
作者：
G. Shirn;E. Wajda;H. B. Huntington
通讯作者：
G. Shirn;E. Wajda;H. B. Huntington