| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 论文的主要创新与贡献 | 第8-12页 |
| 第1章 绪论 | 第12-26页 |
| 1.1 计算材料科学与材料基因组计划 | 第12-13页 |
| 1.2 基于第一性原理的晶体结构预测技术 | 第13-15页 |
| 1.3 简单氮化物的分类与研究现状 | 第15-20页 |
| 1.4 富氢化合物及超导电性研究现状 | 第20-24页 |
| 1.5 选题依据和研究内容 | 第24-26页 |
| 1.5.1 选题依据 | 第24-25页 |
| 1.5.2 研究内容 | 第25-26页 |
| 第2章 计算方法与理论基础 | 第26-38页 |
| 2.1 引言 | 第26页 |
| 2.2 第一性原理与密度泛函理论 | 第26-29页 |
| 2.3 晶体结构预测理论 | 第29-32页 |
| 2.3.1 基本术语 | 第29-30页 |
| 2.3.2 USPEX运行机制 | 第30-32页 |
| 2.4 晶体硬度计算方法 | 第32-35页 |
| 2.4.1 高发明硬度计算模型 | 第33-34页 |
| 2.4.2 ?im?nek硬度模型 | 第34-35页 |
| 2.4.3 李克艳硬度模型 | 第35页 |
| 2.4.4 陈星秋硬度模型 | 第35页 |
| 2.5 晶体超导电性计算方法 | 第35-38页 |
| 第3章 富氢化合物的超导电性研究 | 第38-58页 |
| 3.1 研究背景 | 第38-40页 |
| 3.1.1 潜在的室温超导体：金属化氢 | 第38页 |
| 3.1.2 金属化氢的替代物：富氢化合物 | 第38-39页 |
| 3.1.3 铍的富氢化合物研究现状 | 第39页 |
| 3.1.4 铬的富氢化合物研究现状 | 第39-40页 |
| 3.2 计算方法 | 第40-41页 |
| 3.2.1 USPEX变成分搜索Be-H和Cr-H体系晶体结构 | 第40-41页 |
| 3.2.2 结构优化和电子性质计算 | 第41页 |
| 3.2.3 晶格动力学与超导电性计算 | 第41页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第41-56页 |
| 3.3.1 高压下BeH_2的热力学稳定性与晶体结构 | 第41-44页 |
| 3.3.2 高压下Cr_xH_y的热力学稳定性与晶体结构 | 第44-48页 |
| 3.3.3 铍与铬氢化物的电子与成键性质 | 第48-53页 |
| 3.3.4 铍与铬氢化物的超导电性 | 第53-56页 |
| 3.4 本章小结 | 第56-58页 |
| 第4章 第IVB族氮化物的结构与力学性质研究 | 第58-74页 |
| 4.1 研究背景 | 第58-60页 |
| 4.1.1 过渡金属氮化物的优异性能及研究现状 | 第58-59页 |
| 4.1.2 钛和锆的氮化物研究现状 | 第59-60页 |
| 4.2 计算方法 | 第60-61页 |
| 4.2.1 USPEX变成分搜索Ti-N和Zr-N体系晶体结构 | 第60页 |
| 4.2.2 结构优化以及电子结构计算 | 第60页 |
| 4.2.3 电子的强关联性处理 | 第60页 |
| 4.2.4 晶格动力学与力学性质计算 | 第60-61页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第61-73页 |
| 4.3.1 常压下Ti-N与Zr-N体系的热力学稳定性 | 第61-62页 |
| 4.3.2 Ti_xN_y与Zr_xN_y化合物的晶体结构与成键特性 | 第62-66页 |
| 4.3.3 Ti_xN_y与Zr_xN_y化合物的力学性质 | 第66-70页 |
| 4.3.4 掺杂对TiN力学性质的影响 | 第70-73页 |
| 4.4 本章小结 | 第73-74页 |
| 第5章 过氮化合物的化学键与力学性质研究 | 第74-92页 |
| 5.1 研究背景 | 第74-76页 |
| 5.1.1 富氮的过渡金属氮化物研究现状 | 第74页 |
| 5.1.2 二氮化合物MN_2研究现状 | 第74-75页 |
| 5.1.3 MoN_2是否具有MoS_2类型的基态结构 | 第75-76页 |
| 5.2 计算方法 | 第76页 |
| 5.2.1 USPEX定成分搜索MN_2体系晶体结构 | 第76页 |
| 5.2.2 结构优化以及电子结构计算 | 第76页 |
| 5.2.3 晶格动力学与力学性质计算 | 第76页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第76-90页 |
| 5.3.1 MoN_2是否采用3R-MoS_2类型结构 | 第76-82页 |
| 5.3.2 MoN_2的电子与成键特性 | 第82-86页 |
| 5.3.3 MgN_2与TiN_2的热力学稳定性 | 第86-88页 |
| 5.3.4 力学性质 | 第88-90页 |
| 5.4 本章小结 | 第90-92页 |
| 第6章 高压下镁氮体系中奇异的氮拓扑结构 | 第92-108页 |
| 6.1 研究背景 | 第92-93页 |
| 6.1.1 新型高能密度材料：聚合氮 | 第92页 |
| 6.1.2 碱土金属镁氮化合物研究现状 | 第92-93页 |
| 6.2 计算方法 | 第93-94页 |
| 6.2.1 USPEX变成分搜索Mg-N体系晶体结构 | 第93页 |
| 6.2.2 结构优化以及电子结构计算 | 第93页 |
| 6.2.3 能量凸包图和晶格动力学计算 | 第93-94页 |
| 6.3 结果与讨论 | 第94-106页 |
| 6.3.1 高压下Mg-N体系的热力学稳定性 | 第94-97页 |
| 6.3.2 MgN_4：一维无限长聚合氮链 | 第97-99页 |
| 6.3.3 MgN_3：氮原子以二维层状结构形式存在 | 第99-100页 |
| 6.3.4 Mg_xN_y化合物包含分子基团 | 第100-105页 |
| 6.3.5 Mg_xN_y化合物只包含孤立氮原子 | 第105-106页 |
| 6.4 本章小结 | 第106-108页 |
| 结论 | 第108-110页 |
| 参考文献 | 第110-128页 |
| 附录 | 第128-132页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 | 第132-134页 |
| 致谢 | 第134-135页 |
