Li2N2的结构弹性和电子特性研究
毕业论文关键词：第一性原理 密度泛函理论 弹性常数 能带 态密度
The structure, elastic, and electronic properties of Li2N2
Abstract：Using First-principles method based on density functional theory, the structural, elastic, and electronic properties of Li2N2 were performed using VASP code.. The bulk modulus, shear modulus and Young's modulus of Li2N2, were given via calculated the elastic constants, Elastic anisotropy analysis shows that Li2N2 belongs to brittle material. At the same time, the calculated elastic constants indicates its mechanical stability. Finally, the electronic structure calculation shows that Li2N2 presents metallic characteristic.
Keywords：Fist principle; Density functional theory; Elastic constants; Energy band; Density of states
目 录
第一章 绪论 1
1.1 锂氮化合物研究的意义 1
1.2 Li2N2的研究背景 1
1.3 研究目的 2
1.4 本论文的主要内容 2
第二章 理论基础 4
2.1 晶体的结构 4
2.2 能带理论 4
2.2.1 能带理论 4
2.2.2 布洛赫定理 5
2.2.3 布里渊区 5
2.3 第一性原理 5
2.3.1 第一性原理的内容 5
2.3.2 第一性原理的运用 5
2.4 密度泛函理论 6
2.4.1 局域密度近似（LDA） 6
2.4.2 广义梯度近似（GGA） 6
2.5 赝势 6
2.6 费米能级 7
2.7 材料计算中常用的软件 7
第三章 Li2N2能带、态密度、弹性常数的理论计算 9
3.1 计算的理论模型和方法 9
3.2 晶体结构和计算细节 9
3.3 对Li2N2单胞结构进行分析 9
3.4 弹性性质和结构稳定性分析 11
3.4.1 弹性性质及参数和晶体特性 12
3.4.2 关于晶体结构的稳定性分析 15
3.5 电子特性分析 15
第四章 小结 18
致谢 19
第一章 绪论
1.1 锂氮化合物研究的意义
金属的氮化合物是指金属元素与氮化合而成的化合物。比较重要的金属氮化物有氮化锂（Li3N）、氮化镁（Mg2N2）、氮化铝（AlN）、氮化钛（TiN）、氮化钽（TaN）等。其中氮化锂是一种快离子导体且其电导率比其他无机锂盐都还要高，已有许多研究针对氮化锂作为电池固体电极及阴极材料的应用。
随着科学技术的快速发展，材料作为人类赖以生存和发展的物质基础，其重要性也是不言而喻的，材料科学有着广阔的应用前景。而对于锂氮化合物的研究也是材料研究中不可或缺的一环。对于氮化锂来说，由于其作为快离子导体材料具备较高的分解电压，较低的电子电导，较高的离子电导率和较好的化学稳定性，可用来制造性能优越的全固态电池，用作计算器、照相机闪光灯，电子表以及日益增多的电子设备和电子产品的电源。这表明锂氮化合物同样有许多特殊的物理特性值得我们起深入的研究。因此对于Li2N2的研究也是有其意义的，只有通过对其进行深入的研究，了解其物理特性，才能尽可能的发挥其用途。对于不同原子，或者是同种原子不同结构所形成的晶体，其性质差别很大。
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