K_2O及其类似氧化物的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理计算方法研究了K_2O及其具有类似立方结构氧化物(Li_2O,Na_2O,Rb_2O,MgO,CaO,SrO,BaO)的状态方程、电子结构和机械性质(包括弹性常数,体积模量,剪切模量,杨氏模量,泊松比,声速,和德拜温度)。其中,弹性性质是材料机械性能研究中最基本的要素。所研究的立方结构碱金属和碱土金属氧化物均满足机械稳定性判据。对于同主族的金属氧化物,随着金属离子半径增加,体模量、剪切模量、压缩波速、剪切波速和德拜温度皆递减。对于同周期的金属氧化物,碱金属氧化物的体模量、剪切模量、压缩波速、剪切波速和德拜温度普遍小于碱土金属。MgO最适合用于抗压材料和导热材料。