C2碳力学性质与电子结构的第一性原理研究

新型碳同素异形体的预报及其结构性质研究对设计新型超硬材料具有重要意义。基于第一性原理方法，报道了一种新型碳同素异形体C2碳。C2碳是一种正交晶系的晶体，晶体结构属于C222₁空间群。通过弹性常数计算分析了C2碳的力学稳定性；通过声子结构计算分析了C2碳的动力学稳定性；通过能带结构和态密度计算分析了C2碳的电子结构；通过强度和硬度性质计算分析了C2碳的力学性质。计算得到，C2碳具有1.875 eV的禁带宽度，硬度达到85.40 GPa,是一种兼具超硬特性及宽禁带半导体特性的碳同素异形体。