Ab initio study of H and He migrations in β-phase Sc, Y, and Er hydrides

从头算 相(物质) 材料科学 物理 量子力学
作者
Ru Cheng Chen,Li Yang,Yun Ya Dai,Zi Qiang Zhu,Shu Ming Peng,Xing Gui Long,Fei Gao,Xiao Tao Zu
出处
期刊:Chinese Physics B [IOP Publishing]
卷期号:21 (5): 056601-056601 被引量:7
标识
DOI:10.1088/1674-1056/21/5/056601
摘要

Ab initio calculations based on the density functional theory have been performed to investigate the migrations of hydrogen (H) and helium (He) atoms in β-phase scandium (Sc), yttrium (Y), and erbium (Er) hydrides with three different ratios of H to metal. The results show that the migration mechanisms of H and He atoms mainly depend on the crystal structures of hydrides, but their energy barriers are affected by the host-lattice in metal hydrides. The formation energies of octahedral-occupancy H (Hoct) and tetrahedral vacancy (Vtet) pairs are almost the same (about 1.2 eV). It is of interest to note that the migration barriers of H increase with increasing host-lattice atomic number. In addition, the results show that the favorable migration mechanism of He depends slightly on the Vtet in the Sc hydride, but strongly on that in the Y and Er hydrides, which may account for different behaviours of initial He release from ScT2 and ErT2.
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