高温高压下cBN单晶转变机理的EET理论分析

人工晶体学报, 2015, 44(10): 2714-2720.

高温高压下cBN单晶转变机理的EET理论分析

许斌 ^1, , 吕美哲 ^2, , 张文 ^3, , 蔡立超 ^4, , 苏海通 ^5,

1.山东建筑大学材料科学与工程学院,济南,250101

2.山东建筑大学材料科学与工程学院,济南,250101

3.山东建筑大学材料科学与工程学院,济南,250101

4.山东大学材料科学与工程学院,济南,250061

5.山东建筑大学材料科学与工程学院,济南,250101

基金项目: 国家自然科学基金(51272139)

关键词： EET理论 , 共价电子密度 , cBN单晶 , 转变机理 , 高温高压

EET Theory Analysis of the Transition Mechanism of cBN Single Crystal under HPHT

Keywords： EET theory , covalent electron density , cBN single crystal , transition mechanism , HPHT

使用ab从头算原理计算了六方氮化硼(hBN)和立方氮化硼(cBN)在cBN单晶合成温度和压强下(1800 K,5.0 GPa)的晶格常数.通过EET理论构建了hBN和cBN的共价电子结构,并计算出九组hBN和cBN单晶的不同低指数晶面之间在高温高压下的相对共价电子密度.根据TFDC理论分析判断,发现hBN的(110)与cBN的(110)、hBN的(100)与cBN的(100)分别连续,两组晶面组合的相对共价电子密度差均小于＜10％.这表明:这两组hBN/cBN晶面之间的价电子结构相差不大,可以诱使hBN直接转变为cBN.因此本文认为:从价电子结构的角度分析,高温高压下的cBN单晶极有可能是由hBN直接转变而来的.

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