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本文采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波赝势(PW+PP)的第一性原理电子结构计算方法(VASP程序),交换关联作用选择广义梯度近似(GGA),设定总能量计算误差为0.01eV/atom,对Fe高压下的物性进行计算研究。主要结论有:
1.以Fe的BCC结构为例,进行自旋极化的总能量计算。结果显示,当压强增加到约140GPa时,3p电子因能带的展宽对总能的贡献将不能忽略,而在地心压强(360GPa)以下,3s电子的贡献可以忽略。
2.对高压下Fe的HCP结构的物性作细致讨论。结果显示,随压强的升高,HCP晶体结构参数c/a将有缓慢增加的趋势,结果与实验测量相吻合。
3.利用超原胞方法系统地计算压强从0到360GPa下Fe的BCC、FCC结构的声子谱。平衡态下BCC结构的声子谱与实验结果相符合。
4.在准简谐近似下,从第一性原理计算得到的声子谱,计算得到BCC、FCC结构Fe的自由能曲线、热压和格林爱森参数等物理量,并得到零压时BCC-FCC结构相变温度为1080±100K,与实验结果相符合。