, , , , , , , , ,

"Расчеты методом теории функционала плотности устойчивости и свойств предсказанного лантан-скандий-алюминиевого граната La3Sc2Al3O12 и фазовой P–T диаграммы Y3Sc2Al3O12". Нурсултан Сагатов, ИГМ СО РАН, 30.8.2024

igm_nsu_nesagatov_202408.pdf

Состав коллектива

Аннотация

В данной работе представлены результаты расчетов теории функционала плотности в рамках квазигармонического приближения, которые предсказывают образование и свойства нового соединения семейства гранатов La3Sc2Al3O12 (LSAG). Показано, что LSAG образуется из 3LaAlO3 + Sc2O3 при атмосферном давлении и комнатной температуре. Область термодинамической устойчивости LSAG ограничена температурой 685 К, выше которой происходит его разложение на LaAlO3 (LAP) и Sc2O3. С ростом давления LSAG сохраняет свою устойчивость до 0.23 ГПа, при котором реакция разложения LSAG↔3LAP+ Sc2O3 становится термодинамически выгодной. В данной работе не только оценена термодинамическая устойчивость LSAG, но и рассчитаны его теплопроводность, упругие константы и ширина запрещенной зоны. При 300 К теплопроводность LSAG составляет 13.204 Вт·м−1·К−1. LSAG имеет наименьшие упругие константы по сравнению с YSAG и YAG, что свидетельствует о более слабой связи атомов в LSAG, чем в YSAG и YAG. Ширина запрещенной зоны LSAG, рассчитанная с использованием гибридного функционала, равна 5.24 эВ. Кроме того, впервые рассчитана фазовая P–T диаграмма известного Y3Sc2Al3O12 (YSAG). В отличие от LSAG, YSAG стабилен при довольно высоких температурах, достигая значений не менее 1500 К. С ростом температуры до 1500 К давление фазового перехода несколько увеличивается до 3.55 ГПа, а моновариантная кривая реакции YSAG↔3YAP+Sc2O3 представляется практически прямой линией.

Публикации