Prinsip kapisan iku sejatine istilah filosofis sing diwenehake dening filsuf Yunani Aristotle: ana dalil dhasar ing saben sistem, sing ora bisa dilanggar utawa dihapus. Prinsip kapisan yaiku istilah filosofis sing diwenehake dening filsuf Yunani kuno Aristotle: ana proposisi dhasar ing saben sistem, sing ora bisa dilanggar utawa dicopot.
Gambar 1 Aristoteles

Ing bidang ilmu materi, prinsip kapisan nuduhake prinsip inti atom lan interaksi elektron lan hukum gerakan dhasar kasebut. Nggunakake mekanik kuantum, saka syarat tartamtu, sawise prakiraan, rumus gelombang Schrodinger dirampungake langsung kanggo entuk struktur elektronik. Mangkono sifat fisik lan kimia sistem kanthi akurat, lan negara lan properti saka mikroskopik diprediksi. Nanging, proses solusi angel banget. Kanggo alasan iki, Born-Oppenheimer ngusulake arupa panyerakan adiabatic, yaiku nimbang kabeh masalah menyang gerakan elektron lan inti. Ngelingi gerakan inti ing posisi cepet, amarga mikirake gerakan inti, elektron ora dianggep. Distribusi papan khusus. Kanggo sistem elektron N, solusi isih angel banget, saéngga perkiraan elektron siji diusulake, yaiku, mung siji elektron sing dianggep, lan elektron liyane dianggep padha karo sawetara bidang potensial, sing diowahi dadi siji Masalah elektronik yaiku arupa lapangan jarak [1, 2].
Prinsip pisanan yaiku ngrampungake persamaan Schrödinger sing nggambarake hukum gerakan partikel mikroskopik kanthi pitungan konsisten kanthi dhasar perkiraan adiabatic lan perkiraan elektron tunggal. Perkiraan Hartree-Fock yaiku salah sawijining jenis lapangan jarak sing ora nggatekake interaksi ing antarane elektron lan ngobati elektron minangka gerakan ing lapangan potensial lapangan potensial ion lan elektron liyane. Pendhaftaran matesi akurasi pitungan. Ing taun 1964, Hohenberg lan Kohn ngajukeun teori fungsi kapadhetan, sing kanthi jelas nyatakake potensial sing gegandhengan karo elektron minangka bentuk fungsi kepadatan, saengga sipat materi bisa ditemtokake saka kapadhetan elektron. Wiwit taun kasebut, Kohn lan Sham (Shen Lujiu) entuk persamaan siji-elektron ing téori fungsionalitas kapadhetan, yaiku persamaan Kohn-Sham (KS), sing ndadekake téori fungsionalitas kapadhetan sacara praktis ditrapake [3, 4]. Artikel iki ngringkes kemajuan aplikasi paling anyar saka prinsip pisanan ing aspek ing ngisor iki:

Hitungan paramèter struktur kristal lan konfigurasi

Struktur Crystal minangka dhasar kanggo ngerteni sifat-sifat dhasar sing paling dhasar, utamane kanggo mbukak hubungan antara mikrostruktur bahan lan sifat-sifat intrastis elastisitas, elektron, fonon lan termodinamika.
Leineweber lan T. Hickel et al. nggunakake cara sing exhaustive kanggo nindakake perhitungan DFT babagan struktur Fe4N lan Fe4C, amarga mikirake susunan fcc atom Fe lan posisi atom N / C ing octahedron, ing endi bagean saka struktur bisa ngliwati Bain. Distorsi dadi stabil, lan atom C nampilake urutan jinis Zener ing bcc, kaya sing dituduhake ing Gambar 2, lan mbukak prabédan karakteristik kecenderungan orientasi atom interstitial, sing konsisten karo bedane struktur austenit sing diteliti [5 Êngg.
Gambar 2 fct (tetragonal berpusat wajah) rong atom Fe (biru)

Pengiraan stabilitas fase aloi

Metode energi total prinsip pisanan adhedhasar gelombang pesawat super potensial digunakake kanggo nyinaoni struktur fase kristal, lan stabilitas termostinamin mikrostruktur pesenan tumpukan beda dipikolehi, supaya struktur sing paling stabil sing bisa ana wis diprediksi. dadi desain lan pangembangan anyar. Cara utama bahan.
Contone, Zhilin Li, Chunyang Xia et al. nganakake panaliten pisanan prinsip babagan stabilitas fase Cu2ZnSnS4, bahan lapisan sel surya srengenge film tipis, adhedhasar teori fungsi ketumpatan (DFT), nggunakake PBE ing ngisor perkiraan kecerunan umum (GGA). Parameter kisi lan energi total aloi Cu-Zn-Sn-S dikira kanthi potensial korélasi ijol-ijolan, lan model pitungan lan energi generasi bisa ing fase Cu-Zn-Sn-S diadegake. Asil ditampilake ing Gambar 3 lan Tabel 1. Kaya sing ditampilake, panliten iki menehi panduan kanggo desain aloi Cu-Zn-Sn-S kanggo sel solar komposit film. Cara model lan pitungan uga bisa ditrapake kanggo ramalan stabilitas fase sistem aloi liyane [6].
Gambar.3 Model struktur Superlattice saka 64 cacat substitusi ZnCu

Tabel 1 Struktur superlattis sing dioptimalake lan asile ngetung energi total

Struktur elektronik

Kanggo struktur stabil, ngitung distribusi elektron valensi valen penting kanggo mangerteni tingkat ikatan lan ionisasi ing antarane atom.
Benkabou lan H. Rached et al. digunakake prinsip pisanan kanggo ngetung Coaterhary CoRhMnZ (Z = Al, Ga, Ge lan Si) alloy Heusler (kelas senyawa antarlogam, sing bisa diterangake minangka X2YZ utawa XX0YZ, ing endi X, X0 lan Y minangka unsur logam transisi, Z yaiku unsur klompok III, IV utawa V, umume ngemot unsur non-ferromagnetik, nanging senyawa kasebut nuduhake struktur elektronik ferromagnetik), sing diitung nggunakake metode gelombang linear lampiran satuan potensial lengkap (FLAPW) lan perkiraan GGA-PBE. Gambar 4 nuduhake asil pitungan kapadhetan negara kanggo struktur sing cocog, sing nuduhake senyawa kasebut nuduhake ferromagnet semi-metallik ing sawetara negara, senyawa CoRhMnGe lan CoRhMnSi lan momen magnetik biasane ana konsisten karo ukum Slater-Pauling, sing nuduhake komisi-metallik properti. Polarisasi putaran dhuwur, saliyane CoRhMnSi, senyawa kasebut stabil ing struktur YI [7].
Gambar 3 Kapadhetan lan kapadhetan lokal saka struktur CoRhMnZ (Z = Al, Ga, Ge lan Si) stabil.

Lagu et al. digunakake prinsip pisanan nyinaoni struktur elektronik film TiN. Kaya sing ditampilake ing Gambar 4, band kasebut ditiru dening program Studio Studio (MS), lan kapadhetan total negara (DOS), fungsi dielektrik, lan panyerapan diitung. Lan refleksi.
Asil kasebut nuduhake yen energi Fermi (EF) ngliwati band energi kanthi distribusi tingkat energi sing padhet, lan total kepadatan negara intersek karo EF, nuduhake manawa TiN ditemtokake dening sifat elektronik negara Ti-3d duwe sifat metalloid [8 Êngg.
4 Struktur pita energi saka film TiN (a), kapadhetan lengkap (b) lan kapadhetan lokal (c)

Hitungan properti mekanik

Cij pancet elit minangka parameter dhasar sing nggambarake sifat-sifat mekanik saka bahan. Iki ana gandhengane karo fenomena padat dhasar, kayata ikatan interatom, rumus negara lan spektron phonon, uga sipat termodinamik kayata panas, ekspor termal, suhu Debye lan parameter Grüneisen. Gegayutan. Secara teoritis, ana 21 constant elastis Cij, nanging simetri kristal kubik nyuda nilai kasebut mung 3 (C11, C12 lan C44), lan modulus nyukur G, modulus Young E lan Poisson asale saka konstanta elastis. Rasio n, banjur ngira suhu Debye saka kecepatan swara ing rata-rata Vm:
Ing endi H minangka pancet Planck, KB yaiku konstan Boltzmann, Va minangka volume atom, lan Vm bisa ditemtokake dening kecepatan swara longitudinal lan lateral vl lan vt sing dipikolehi dening modulus geser G lan modulus akeh B ing rumus Navier. .
Contone, Shuo Huang et al. gabungan prinsip pisanan kanggo nemtokake parameter elastis lan kekuatan tegangan becik FeCrCoMnAlx (0.6≤≤1.5) fase larutan padu kubik berorientasi awak kanthi entropi ing arah [001]. Asil ditampilake ing Fig. 5. Ing sawetara komposisi sing dianggep, struktur bcc ditemokake duwe energi sing luwih murah tinimbang negara ferromagnetik lan paramagnetik saka struktur fcc lan hcp. Adhedhasar suhu Curie teoritis, kabeh wesi diperkirakeun dadi ferromagnetik ing suhu ruangan, lan kekuwatan tensile sing cocog ing arah [001] dijangkepi bakal 7,7 GPa kanthi tekanan maksimal udakara 9%. Kekuwatan bisa saya tambah kanthi ngedhunake konsentrasi Al. [9].
Fig.5 pancet elastis, suhu Debye lan kurva stres stres saka aloi entropi FeCrCoMnAlx

Hitungan sifat permukaan utawa antarmuka

Bubar, Yu Lu et al. digunakake Sn9Zn-1Al2O3-xCu logam pangisi campuran kanggo ngepang 6061 alloy aluminium, lan nyinaoni efek nambah unsur Cu lan partikel Al2O3 ing kinerja kurang ajar. Adhedhasar teori teori fungsi kapadetan (DFT) lan GGA-PBE, pitungan prinsip pisanan ditindakake ing struktur antarmuka, energi antarmuka, sudut kontak lan properti elektronik Al2O3 / Sn9Zn. Pitungan kasebut nuduhake manawa Sn9Zn-1Al2O3-4.5Cu lan Sn9Zn-1Al2O3-6Cu duwe struktur sing stabil, lan asil sing cocog ditampilake ing Tokoh 6 lan 7 [10].
Gambar 6. Plans kontur kanthi beda kapadhetan pangisian beda kanggo struktur sing beda: (a) Sn9Zn-1Al2O3 , (b) Sn9Zn-1Al2O3-4.5Cu

Gambar 7 Kapadhetan negara sing dilokalisasi kanthi struktur beda: (a) Sn9Zn-1Al2O3, (b) Sn9Zn-1Al2O3-4.5Cu

Aplikasi liyane

Contone, Kulwinder Kaur et al. Teori fungsi digunakake (DFT) lan teori transmisi Boltzmann kanggo nyinaoni properti thermoelektrik suhu dhuwur fcc HfRhSb. Angka 8 lan 9 nuduhake struktur band energi sing diitung lan kapadhetan negara, uga sawetara parameter fisik. Teori karakteristik transmisi diwiwiti karo pitungan saka band band, teori transmisi Boltzmann ing band kaku lan perkiraan wektu relaksasi (RTA). Perkiraan band kinerja kaku (RBA) minangka alat sing efektif kanggo nyinaoni hubungan antara struktur band lan respon thermoelectric [11].
Gambar 8 (a) struktur band energi (b) kanthi kapadhetan lokal (c) penyebaran phonon (d) phonon DOS

Tokoh 9 koefisien, konduktivitas, konduktivitas termal lan efisiensi thermoelektrik ZT minangka fungsi suhu

Cathetan

1.Heisenberg W. Quantum-teoretik interpretasi hubungan kinematical lan mekanik [J]. Z Fisik, 1925, 33: 879
2.Schrodinger E, Quantisierung als eigenwertproblem I [J]. Ann der Fisik, 1926, 9: 361
3.Hohenberg P, Koh elektron Inhomogen [J]. Fisik Rev B, 1964, 136 (3): 864
4.Kohn W, Sham L J. Persamaan konsisten mandiri kalebu efek pertukaran lan korélasi [J]. Fisik Rev A, 1965, 140 (4): 1133
5.Leineweber, T. Hickel, B. Azimi-Manavi, SB Maisel structures Struktur Crystal Fe4C vs. Fe4N dianalisa dening petungan DFT: Superstrukture interstitial basis Fcc sing njelajah [J], Acta Materialia 140 (2017) 433-442
6.Zhilin Li, Chunyang Xia, Zhengping Zhang, Meiling Dou, Jing Ji, Ye Song, Jingjun Liu, Feng Wang study Panaliten dhasar pisanan babagan stabilitas fase kesterite Cu2ZnSnS4 kanggo sel srengenge film tipis kanthi komposisi off-stoichiometric [J] , Jurnal Alloys and Compounds 768 (2018) 644-651
7.Benkabou, H. Rached, A. Abdellaoui, D. Dilatih, R. Khenata, MH Elahmar, B. Abidri, N. Benkhettou, S. Bin-Omran structure Struktur elektronik lan sifat magnet saka kuota Heusler allater CoRhMnZ (Z = Al, Ga, Ge lan Si) liwat petungan prinsip pisanan [J] , Jurnal Alloys and Compounds 647 (2015) 276-286
8.Huijin Song, Peng Gu, Xinghua Zhu, Qiang Yan, Dingyu Yang , Sinau babagan struktur elektronik lan sifat optik ing film TiN adhedhasar prinsip-prinsip [J] , Fizika B: Matéri sing Terkumitasi 545 (2018) 197–202
9.Shuo Huang, Xiaoqing Li, He Huang, Erik Holmstro € m, Levente Vitos, Acara mekanik saka aloi entropi FeCrCoMnAlx saka prinsip pisanan [J], Bahan Kimia lan Fisika 210 (2018) 37-42
10.Yu Lu, Le Ma, Shu-yong Li, Wei Zuo, Zhi-qiang Ji, Min Ding , Efek tambahan unsur Cu ing prilaku antarmuka lan sifat mekanik Sn9Zn-1Al2O3 paterian 6061 wesi aluminium: Pitungan prinsip-prinsip lan riset eksperimen [J] , Journal of Alloys and Compounds 765 (2018) 128-139
11.Kulwinder Kaur, Ranjan Kumar, DP Rai, Tanggepan thermoelektrik sing njanjeni senyawa HfRhSb setengah Heusler ing suhu sing dhuwur: Aji prinsip pisanan [J], Jurnal Alloys lan Senyawa 763 (2018) 1018-1023

Maringi Balesan

Alamat email Sampéyan ora dijedulne utāwā dikatonke. Ros sing kudu diisi ānā tandané *

jv_IDBasa Jawa