НАЗВАНИЕ СТАТЬИ:
Температурные зависимости теплоемкости и теплопроводности нитрида титана: расчеты методом функционала плотности

СПИСОК АВТОРОВ:
Поварницын М.Е., Левашов П.Р.

СПИСОК АВТОРОВ (С РАСШИФРОВКОЙ):
Поварницын Михаил Евгеньевич, Левашов Павел Ремирович

DOI:
https://doi.org/10.33849/2024301

ПОСТУПИЛА В РЕДАКЦИЮ:
25 ноября 2024 г.

ЖУРНАЛ:
Вестник Объединенного института высоких температур

ТОМ:
15

ГОД:
2024

СТРАНИЦЫ:
4-9

РУБРИКА:
Теплофизические свойства веществ

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
метод функционала плотности, квазигармоническое приближение, нитрид титана, уравнение состояния, теплопроводность

КОДЫ КЛАССИФИКАТОРОВ:
УДК 536.21, 536.71

АННОТАЦИЯ:
В работе вычисляются температурные зависимости теплоемкости и теплопроводности монокристалла нитрида титана с кубической гранецентрированной решеткой типа NaCl.  mbox{Расчеты} проводятся с помощью метода функционала плотности и квазигармонического приближения в диапазоне температур от 0 до 3500~К. Получено хорошее согласие с экспериментальными данными для фононного спектра, коэффициента теплового расширения и изобарной теплоемкости. Для расчетов коэффициента теплопроводности используется решение кинетического уравнения в приближении времени релаксации для фононов и электронов. И фононы, и электрон-фононное взаимодействие дают существенный вклад в теплопроводность TiN, при высоких температурах вклад электронов становится определяющим.

TITLE:
Temperature dependencies of heat capacity and thermal conductivity of titanium nitride: density functional theory calculations

AUTHORS:
Povarnitsyn M.E., Levashov P.R.

KEYWORDS:
density functional theory, quasiharmonic approximation, titanium nitride, equation of state, heat capacity

ABSTRACT:
In this work we calculate temperature dependencies of heat capacity and thermal conductivity of titanium nitride single crystal with a cubical face-centered lattice of NaCl type. The calculations are made using density functional theory and quasiharmonic approximation in the range of temperatures from 0 to 3500~K. We obtained good agreement with experimental data on phonon dispersion, thermal expansion coefficient and isobaric heat capacity. To calculate thermal capacity coefficient we use the kinetic equation solution in the relaxation time approximation for phonons and electrons. Both phonons and electron--phonon interaction gives a significant contribution to the thermal capacity of TiN, at high temperatures the contribution of electrons become crucial.