ТЕРМОДИНАМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ДИСУЛЬФІДУ ВОЛЬФРАМУ З ПЕРШИХ ПРИНЦИПІВ У КВАЗІГАРМОНІЧНОМУ НАБЛИЖЕННІ

Анотація

Розраховано стандартні значення (T = 298,15 К) термодинамічних властивостей гексагонального шаруватого дисульфіду вольфраму 2H-WS₂ з перших принципів з використанням теорії функціоналу електронної густини та квазі-гармонічного наближення за методом скінченних зміщень у суперкомірках. У якості обмінно-кореляційного функціоналу було обрано наближення локальної електронної густини, а розрахунок здійснено без застосування корекцій щодо взаємодій Ван дер Ваальса. Отримане в роботі добре узгодження розрахованих величин, окрім ентальпії утворення, з надійними експериментальними результатами знімає розбіжності між наявними в літературі експериментальними даними та посилює достовірність відповідних даних для дисульфіду вольфраму в цілому. Окрім того, воно вказує на необхідність додаткової уваги до експериментального дослідження фононного спектру 2H-WS₂, зокрема на ділянці Γ → Κ низькоенергетичної частини дисперсії, де відхилення між розрахунком та даними непружного розсіювання нейтронів є особливо суттєвим. Значення теплоємності, ентропії, ентальпії речовини дисульфіду молібдену рекомендовано до залучення у термодинамічні бази даних та практичного використання, а параметри їх розрахунку — як вихідні у дослідженнях з перших принципів властивостей 2H-WS₂, пов’язаних із вібраційним спектром. Отримане значення Δ_fH^○(2H-WS₂; 298,15 К) =  – 275 ± 0,5 кДж ⋅ моль^–1 є меншим близько як на 10% від медіани наявних літературних даних та близько як на 15% — від експериментального результату, прийнятого за найбільш достовірний. Його покращення в розрахунку вимагає додаткової уваги, наприклад, через застосування корекції Ван дер Ваальса або використання гібридних наближень до обмінно-кореляційного функціоналу.