第一性原理计算表征碳化硼的拉曼光谱

碳化硼因其低密度、高硬度、高Hugonoit弹性极限(HEL)、化学惰性、高耐火度和中子吸收能力而作为军用车辆轻质装甲、中子吸收剂等的潜在材料而备受关注。尽管具有B₄C的超高硬度和高HEL（18-20 GPa），但在冲击压缩实验期间，当纵向应力达到HEL时，观察到粒子速度下降。这种粒子速度的降低被解释为超过HEL的强度损失，并且这种行为被认为是B₄C的屈服后应力软化，这归因于在高冲击速度和压力下激活了局部相变机制。

在回收的减压非晶化样品的拉曼光谱中始终观察到新的拉曼峰。虽然无定形区域内的碳质产物可以直接解释新的活性，但这些产物也可能使周围的结晶区域受到压力，间接导致新的活性。此时回收的样品B₄C中拉曼峰位置的来源及其强度不清楚。文献中也缺少对拉曼活性（频率和强度）随压力变化的理解。因此，我们使用第一性原理计算将拉曼光谱表征为压力的函数。本研究的第一个目标是确定极性结构中的拉曼有源声子模式，并研究压力对拉曼光谱的影响。第二个目标是阐明由于压力变化引起的拉曼有源模式强度的差异。

利用第一性原理计算研究了压力对（B₁₁C）CBC_p晶体拉曼光谱的影响。计算的光谱与报道的实验光谱一致。减压非晶化后回收样品的报告光谱显示活性接近1340 cm⁻¹，1520 cm⁻¹，和1810 cm⁻¹。在100GPa下计算的光谱中识别出相应的声子模式，即使在低至0 GPa的压力下，这些活动也始终存在，并且由于极性结构的单斜对称性，这些活动被证明是必不可少的。然而，与1810 cm⁻¹相对应的拉曼活性由于声子的强度较低，在加压过程中，没有声子达到50 GPa。我们的研究表明，拉曼活动是由于极性结构的单斜对称性和拉曼活性声子强度的变化而产生的压力的变化是由于声子极化的变化。

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