Електронна будова і стабільність фаз дигідриду магнію
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe67.9.663Ключові слова:
зоннi розрахунки, дигiдрид магнiю, полiморфiзм, електронна будова, стабiльнiсть фазАнотація
За допомогою зонних розрахункiв в моделi FLAPW (the full-potential linearized augmented-plane-wave) отримано iнформацiю про енергетичнi характеристики, зарядовi стани атомiв, характер хiмiчних зв’язкiв, структуру валентних смуг i смуг провiдностi полiморфних модифiкацiй дигiдриду магнiю. Виявлено, що всi фази дигiдриду магнiю є немагнiтними iзоляторами, а електроннi стани атомiв металу та водню виявились гiбридизованими на всьому протязi як їхнiх валентних смуг, так i смуг провiдностi. Показано, що зниження сукупного заряду електронiв у мiжатомнiй областi приводить до зменшення когезiйних енергiй фаз високого тиску дигiдриду магнiю – чинникiв, якi сприяють полiпшенню кiнетики десорбцiї водню.
Посилання
L. Schlapbach, A.A. Zuttel. Hydrogen-storage materials for mobile applications. Nature 414, 353 (2001).
https://doi.org/10.1038/35104634
V. N. Verbetsky, S.N. Klyamkin. Interaction of magnesium alloys with hydrogen. Hydrogen Energy Progress VII, 2, 1319 (1988).
M.M. Antonova. Magnesium Compounds - Hydrogen Accumulators. Preprint (1992) (in Russian).
J. Huot, G.Liang, R.Schulz. Mechanically alloyed metal hydride systems. Appl. Phys. A, 72, 187 (2001).
https://doi.org/10.1007/s003390100772
L. Schlapbach. Hydrogen in Intermetallic Compounds II (Springer, 1992).
https://doi.org/10.1007/3-540-54668-5
F.D. Manchester, D. Khatamian. Mechanisms for Activation of Intermetallic Hydrogen Absorbers. Mater. Sci. Forum 31, 261 (1988).
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.31.261
A. Zaluska, L. Zaluski, J.O. Strom-Olsen. Nanocrystalline magnesium for hydrogen storage. J. Alloys Compounds 288, 217 (1999).
https://doi.org/10.1016/S0925-8388(99)00073-0
A. Zaluska, L. Zaluski, J.O. Strom-Olsen. Structure, catalysis and atomic reactions on the nano-scale: A systematic approach to metal hydrides for hydrogen storage. Appl. Phys. A 72, 157 (2001).
https://doi.org/10.1007/s003390100783
R.A.H. Niessen, P.H.L. Notten. Electrochemical hydrogen storage characteristics of thin film MgX (X = Sc, Ti, V, Cr) compounds. Electrochem. Solid-State Lett. 8, A534 (2005).
https://doi.org/10.1149/1.2012238
R.A.H. Niessen, P.H.L. Notten. Hydrogen storage in thin film magnesiumпїЅscandium alloys. J. Alloys Compounds 404, 457 (2005).
https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2004.09.096
P. Vermeulen, R.A.H. Niessen, P.H.L. Notten. Hydrogen storage in metastable MgyTi(1−y) thin films. Electrochem. Commun. 8, 27 (2006).
https://doi.org/10.1016/j.elecom.2005.10.013
T. Moriwaki, Y. Akahama, H. Kawamura et al. Structural phase transition of rutile-type MgH2 at high pressures. J. Phys. Soc. of Japan 75 (7), 074603 (2006).
https://doi.org/10.1143/JPSJ.75.074603
P. Vajeeston, P. Ravindran, B.C. Hauback et al. Structural stability and pressure-induced phase transitions in MgH2. Phys. Rev. B 73, 224102 (2006).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.73.224102
S. Er, M.J. van Setten, G.A. de Wijs, G. Brocks. Firstprinciples modelling of magnesium titanium hydrides. J. Phys.: Condens. Matter 22, 074208 (2010).
https://doi.org/10.1088/0953-8984/22/7/074208
J.P. Bastide, B. Bonnetot, J.M. Letoffe, P. Claudy. Polymorphisme de l'hydrure de magnesium sous haute pression. Mat. Res. Bull. 15, 1779 (1980).
https://doi.org/10.1016/0025-5408(80)90197-X
B. Bogdanovic, K. Bohmhammel, B. Christ et al. Thermodynamic investigation of the magnesiumпїЅhydrogen system. J. Alloys and Compounds 282, 84 (1999).
https://doi.org/10.1016/S0925-8388(98)00829-9
J. Isidorsson, I.A.M.E. Giebels, H. Arwin, R. Griessen. Optical properties of measured in situ by ellipsometry and spectrophotometry. Phys. Rev. B, 68, 115112 (2003).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.68.115112
S. Cui, W. Feng, H. Hu, Z. Feng et al. Structural phase transitions in MgH2 under high pressure. Solid State Communications 148, 403 (2008).
https://doi.org/10.1016/j.ssc.2008.09.033
D. Moser, D.J. Bull, T. Sato et al. Structure and stability of high pressure synthesized Mg-TM hydrides (TM = Ti, Zr, Hf, V, Nb and Ta) as possible new hydrogen rich hydrides for hydrogen storage. J. Mater. Chem. 19, 8150 (2009).
https://doi.org/10.1039/b911263d
D. Singh. Plane waves, psedopotentials and LAPW method (Kluwer Academic, 1994) [ISBN: 978-1-4757-2312-0].
J.P. Perdew, S. Burke, M. Ernzerhof. Generalized gradient approximation made simple. Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865
P. Blaha, K. Schwarz, G.K.H. Madsen, D. Kvasnicka, J. Luitz. WIEN2k. An Augmented Plane Wave + Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties (Vienna University of Technology, Institute of Materials Chemistry, 2022) [ISBN: 3-9501031-1-2].
N.W. Ashcroft, N.D. Mermin. Solid State Physics (Saunders College Publishing, PA, 1976).
http://www.wien2k.at/reg_user/faq/
J.N. Murrell, S.F.A. Kettle, J.M. Tedder. Valence Theory (John Wiley and Sons, 1967).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
