Nd掺杂对δ-MoN电子结构和输运性质的影响

尉靖，王可答，金凤友，刘利军，张桂玲，曾涛

(1.哈尔滨理工大学化学与环境工程学院，黑龙江哈尔滨150080;2.绥化学院食品与制药工程系，黑龙江绥化150026)

钼的氮化物是由氮原子进入金属钼的晶格而形成的一种填隙化合物，这种独特的构造赋予了它优良的物理、化学性质，比如很高的催化活性、耐腐蚀能力、高硬度及超导性等［1-4］.钼的氮化物主要有3种存在形式:γ-Mo2N(立方)、β-Mo2N(四方)和δ-MoN(六方)，其中γ-Mo2N因其良好的电容特性和类似于贵金属的催化活性而备受人们的关注［5-6］.有关δ-MoN的研究主要集中在其高硬度和超导性能上.McMillan曾指出δ-MoN具有与金刚石相比的硬度，Soignard等也曾报道δ-MoN的体弹性模量［7］可达345 GPa［8］;δ-MoN 在钼的氮化物中具有最高的超导临界转变温度(Tc)，它的Tc因制备条件的不同可以达到12～15 K［9-10］.虽然δ-MoN具有很多优异的性能，但有关δ-MoN的报道很少，这主要是由于制备δ-MoN通常需要在高温高压的极端条件下进行，并且在反应产物中常伴有γ-Mo2N、β-Mo2N等杂相，并混有未反应的金属Mo，这就限制了δ-MoN的研究与应用.

最近，李昕等以稀土Nd离子为渗剂，采用化学热扩渗的方法制备了δ-MoN，并且发现Nd离子渗入了δ-MoN体相，大大增强了 δ-MoN的导电性能［11］.Nd掺杂导致δ-MoN导电性能的增强说明Nd离子的渗入可能使δ-MoN的电子结构发生了较大变化，特别是Nd离子独特的4f电子构型可能对其产生了较大影响.因此，从理论角度计算Nd掺杂δ-MoN的电子结构，并将其与输运性质的计算结果相结合讨论Nd掺杂对δ-MoN导电性能的影响，探讨其掺杂机理是很有必要的，但这方面……