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利用最新的粒子群优化算法,发现一种新型立方碳结构(命名为sc-C20,a=4.886(A)),并对其性质及可能的合成方法进行了研究.在常压下sc-C20可以亚稳存在,当压力超过100 GPa时,sc-C20比石墨稳定,表明其通过高压手段合成的可能性.通过对比晶格常数和晶面间距,发现sc-C20与实验合成的a=4.86 (A)的i-碳结构相吻合,表明sc-C20有可能通过化学手段合成.电子能带结构计算表明sc-C20为宽带隙(4.20 eV)半导体型碳,并且随着压力升高带隙呈现增大的趋势,sc-C20带隙的大小及变化规律与金刚石相似.sc-C20的体积模量和剪切模量很高,维氏硬度为94.4 GPa,与立方金刚石硬度相当.强度计算表明sc-C20抗拉强度的各向异性较弱,其中＜lll＞方向的抗拉强度最高,为96.4 GPa. 相似文献
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