铍基立方氢化物BeXH3(X=In,Sn,Sb)的结构、声子、电子与储氢特性的第一性原理研究

本文通过第一性原理计算（DFT）系统研究了铍基立方氢化物BeXH3(X=In,Sn,Sb)的结构稳定性（空间群Pm?3m）、电子能带（金属性）、热力学参数（CP/CV、α、ΘD）及储氢性能（Cwt%达2.33%），揭示了其作为轻量化储氢材料的潜力，为清洁能源开发提供理论依据。

　　

Highlight

本研究采用FP-LAPW方法（基于WIEN2k代码）结合GGA-PBE和TB-mBJ泛函，对BeXH₃(X=In,Sn,Sb)氢化物进行多尺度模拟。mBJ势函数通过电子密度(ρ_σ)和动能密度(t_σ)优化交换关联能，显著提升带隙计算精度。

Structural properties

立方相氢化物（空间群Pm^?3m No.221）中，Be占据(0,0,0)位点，X原子（In/Sn/Sb）位于(0.5,0.5,0.5)，H₃分布在面心位置。E-V曲线优化显示：BeInH₃晶格常数最小（7.499 a.u.），而BeSbH₃最大（7.622 a.u.），体模量变化揭示化学键强度差异。

Conclusion

综合结构优化、声子谱（无虚频）和形成能计算证实材料稳定性，费米面穿越的能带结构表明典型金属特性。热力学分析获得Debye温度(Θ_D)、Grüneisen参数(γ)等关键指标，储氢性能显示BeInH₃重量容量最优（2.33 wt%），为氢能源存储提供新型候选材料。