Ab initio DFT study of ideal shear strength of polytypes of silicon carbide

Abstract

Ab initio density functional calculations are performed to investigate the ideal shear deformation of SiC poly types (3C, 2H, 4H, and 6H). The deformation of the cubic and the hexagonal poly types in small strain region can be well represented by the elastic properties of component Si4C-tetrahedrons. The stacking pattern in the polytypes affects strain localization, which is correlated with the generalized stacking fault (GSF) energy profile of each shuffle-set plane, and the ideal shear strength. Compressive hydrostatic stress decreases the ideal shear strength, which is in contrast with the behavior of metals.

Выполнены функциональные расчеты ab initio плотности с целью изучения идеальной сдвиговой деформации политипов SiC (3С, 2Н, 4Н, 6Н). Деформирование кубических и гексагональных политапов в области малых деформаций характеризуется упругими свойствами составляющих тетраэдров, Si4C. Характер укладки в политипах оказывает воздействие на локализацию деформаций (что коррелирует с профилем энергии обобщенного дефекта укладки каждой перемещенной плоскости) и идеальную прочность на сдвиг. Сжимающее гидростатическое напряжение снижает идеальную прочность на сдвиг, что отличает поведение этих материалов от металлов.