IrB和IrB2不同結(jié)構(gòu)力學(xué)性質(zhì)的第一性質(zhì)理計算開題報告

IrB和IrB2不同結(jié)構(gòu)力學(xué)性質(zhì)的第一性質(zhì)理計算開題報告開題報告題目：IrB和IrB2不同結(jié)構(gòu)力學(xué)性質(zhì)的第一性質(zhì)理計算一、研究背景和意義IrB和IrB2是分別由銥和硼組成的復(fù)合材料，具有很高的硬度和機(jī)械穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于磨料、涂層等領(lǐng)域。但是，很多實驗結(jié)果表明，IrB和IrB2的力學(xué)性質(zhì)與晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。因此，對于IrB和IrB2的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行第一性質(zhì)理計算，對于深入了解其物理性質(zhì)和應(yīng)用具有重要意義。二、研究目的和內(nèi)容本課題旨在通過第一性原理計算的方法，研究不同結(jié)構(gòu)下IrB和IrB2的力學(xué)性質(zhì)，包括其彈性常數(shù)、膜應(yīng)力等。具體研究內(nèi)容包括：1.根據(jù)實驗測得的IrB和IrB2的晶體結(jié)構(gòu)，構(gòu)建相應(yīng)的晶胞模型。2.采用第一性原理計算方法，對IrB和IrB2的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行計算，如彈性常數(shù)、膜應(yīng)力等。3.對不同結(jié)構(gòu)下IrB和IrB2的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行比較和分析，探究其物理機(jī)制。三、研究方法和計算步驟本課題采用第一性原理計算的方法，具體計算步驟如下：1.選擇合適的第一性原理計算軟件和計算方法，如VASP、QuantumESPRESSO等。2.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)構(gòu)建IrB和IrB2的晶胞模型，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算，得到其最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和晶格參數(shù)。3.計算IrB和IrB2的體系能量、電子結(jié)構(gòu)等第一性質(zhì)，得到其彈性常數(shù)、膜應(yīng)力等力學(xué)性質(zhì)。4.對不同結(jié)構(gòu)下的IrB和IrB2進(jìn)行比較和分析，探究其物理機(jī)制。四、研究難點和解決方案由于IrB和IrB2具有較為復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)，本課題研究起來難度較大。具體難點包括：1.合適的第一性原理計算方法選擇：根據(jù)IrB和IrB2的特殊物理性質(zhì)，選擇適合材料計算的第一性原理計算軟件和計算方法。2.晶胞模型構(gòu)建和結(jié)構(gòu)優(yōu)化：IrB和IrB2的晶體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，如何進(jìn)行合理構(gòu)建和優(yōu)化。針對以上難點，我們將采取如下解決方案：1.多方面篩選和比較各種計算軟件和計算方法，選擇較為適用的軟件和方法進(jìn)行計算。2.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和理論預(yù)測，結(jié)合計算優(yōu)化，構(gòu)建符合實際的晶胞模型，確定最優(yōu)優(yōu)化方案。五、預(yù)期成果和意義本課題旨在通過第一性原理計算的方法，研究IrB和IrB2不同結(jié)構(gòu)下的力學(xué)性質(zhì)，并探究其物理機(jī)制。預(yù)期成果包括：1.建立IrB和IrB2的第一性原理計算模型，獲得其結(jié)構(gòu)優(yōu)化信息、電子結(jié)構(gòu)等第一性質(zhì)。2.系統(tǒng)分析IrB和IrB2的彈性常數(shù)、膜應(yīng)力等力學(xué)性質(zhì)，并探究不同結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系。3.對于IrB和IrB2的理論研究提供新的思路和方法，為材料應(yīng)用提供參考和支持。六、進(jìn)度安排本課題預(yù)計完成時間為1年，具體計劃如下：第1-2個月：文獻(xiàn)調(diào)研第3-4個月：軟件和計算方法選擇第5-6個月：晶胞模型構(gòu)建和結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算第7-9個月：IrB和IrB2的第一性質(zhì)計算和分析第10-11個月：IrB和IrB2的力學(xué)性質(zhì)計算和分析第12個月：論文撰寫和修改七、參考文獻(xiàn)1.章建華,周平,王群青.IrB2與尖晶石型IrB的合成及其性質(zhì)研究[J].材料研究學(xué)報,2009,23(4):293-298.2.BorekS,ZabińskiP.Electronic,opticalandmechanicalpropertiesofIrB2fromfirst-principlescalculations[J].JournalofAlloysandCompounds,2015,625:33-42.3.HuangY,DongX,HeH.First-principlescalculationsandexperimentsofelectronicandmech