Mg-TM-H (TM=Sc,Ti, V,Y, Zr,Nb)晶体形成能力和电子性能

基于密度泛函理论的第一性原理的Vienna Ab initio Simulation Package (VASP)软件系统研究了Mg₇TMH₁₆ (TM=Sc, Ti, V, Y, Zr, Nb)的晶体结构和电子性能. 分析了结合能和形成焓,计算得到的结合能显示Mg₇TiH₁₆和Mg₇NbH₁₆的稳定性最强,形成焓的变化表明Mg₇TMH₁₆具有比MgH₂更低的分解温度,电子态密度显示Mg₇TMH₁₆表现出明显的金属特性. 关键词： 第一原理 7TMH₁₆ (TM=Sc,Ti,V,Y,Zr,Nb)')" href="#">Mg₇TMH₁₆ (TM=Sc,Ti,V,Y,Zr,Nb) 结合能 形成焓     

Cu在Zr掺杂CeO_2(111)表面吸附特性的第一性原理研究北大核心CSCD

采用第一原理计算方法,计算并分析了Cu在Zr掺杂的CeO2(111)表面吸附的吸附能及所形成的Cu/Ce0.75Zr0.25O2(111)界面体系的吸附结构和电子结构.结果表明:1)Cu在Ce0.75Zr0.25O2(111)表面上邻近Zr原子的次层O的顶位吸附最强;2)Zr的掺杂增强了Cu与CeO2衬底的作用;3)Cu的吸附在Ce0.75Zr0.25O2(111)表面的O2p-Ce4f态之间引入了新的间隙态,这些间隙态主要来自于Cu3d与衬底O2p的杂化作用,这是Cu与Ce0.75Zr0.25O2有较强作用的主要原因;4)吸附的Cu被Ce0.75Zr0.25O2氧化为Cuδ+,并伴随着表面Ce4+→Ce3+的转化,该反应可以总结为:Cu/Ce4+→Cuδ+/Ce3+.     

ZrRh晶体结构、弹性性质和电子结构的第一性原理研究

运用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了ZrRh的晶体结构、弹性性质和电子结构性质.结果表明:计算的B2、B19'和ZrIr结构的平衡晶格常数与相应的实验参数符合很好.从形成焓和态密度的角度来看,ZrRh的相稳定顺序是ZrIrFe BB19'B2,ZrIr结构是最稳定的.ZrIr结构的形成焓最小,说明ZrIr结构最容易生成.利用应力-应变的方法计算了ZrRh的弹性常数,表明B2、FeB和ZrIr结构是力学稳定的.B/G和泊松比均表明ZrRh具有很好的延展性.对ZrRh的态密度研究发现,增强的Rh4d态与Zr4d态杂化作用是ZrIr结构稳定的主要原因.     

Mg-Y-Cu合金长周期有序相热力学稳定性及其电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函的第一性原理平面波赝势方法计算了Mg-Y-Cu合金中长周期有序相14H和18R(18R(m),18R(t))的形成焓、反应能、电子态密度和电荷密度.计算结果表明,14H和18R相都具有负的形成焓,说明两相都能够由单质转变形成,并且18R相比14H相更容易形成,但14H相具有更好的热力学稳定性;14H和18R相的态密度分布形态和变化趋势相似,它们的成键峰均主要来自于Mg的3s轨道、Mg的2p轨道,Cu的3d轨道和Y的4d轨道的贡献,且在费米能级低能级区域产生了轨道杂化效应.14H相和18R相的成键都具有明显的共价性.通过对各相(0001)面的电荷密度分析表明,14H和18R相中的Cu原子和Y原子之间都形成了共价键,并且14H相的共价性比18R相的共价性更强.     

第一性原理研究Ni_3Al_(1-x)V_x(x=0-0.4)的力学和热力学性质

采用第一性原理方法研究了Ni_3Al_(1-x)V_x(x=0-0.4)的力学性质,发现当V含量为0.1时,Ni_3Al_(1-x)V_x的块体模量、剪切模量、杨氏模量和硬度都出现极大值,因此V掺杂对于Ni_3Al力学性能的提升具有重要作用.另外,还研究了不同压强下Ni_3Al_(0.9)V_(0.1)的吉布斯自由能、焓、熵、热容等热力学性质随温度的变化关系,结果表明:在高温高压条件下,Ni_3Al_(0.9)V_(0.1)的吉布斯自由能、焓、熵、定压热容都出现明显变化.通过计算Ni_3Al_(0.9)V_(0.1)的体膨胀系数,发现压强对于Ni_3Al_(0.9)V_(0.1)的体膨胀效应具有明显的抑制作用.     

Zr_5Te_3的热物理性质的第一原理计算

利用基于密度泛函的第一性原理对Zr5Te3化合物晶格常数、形成焓、弹性常数、以及电子态密度等性质进行了计算。在该研究中,为了获得Zr5Te3化合物的结构稳定性,考虑了Cr5B3、W5Si3以及Mn5Si3等三种结构类型,计算的形成焓表明：具有Cr5B3结构类型的Zr5Te3最稳定,其次是Mn5Si3型,最后才是W5Si3型。也对该化合物的电子态密度和电荷密度差进行了计算,利用徳拜模型计算了其在高温高压下的体积、体积模量、热熔以及热膨胀等的热物理性质。     

密度泛函理论研究混合团簇Al12X(X=Sc、Ti、V、Gr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn)的结构和磁性

以四种13原子高对称性(Ih、Oh、D5h、D3h)密堆积结构为初始构型,通过不等价位原子替换,利用密度泛函理论系统研究了Al12 X(X=Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn)掺杂团簇的结构及磁性.结果表明:除Al12 Cr和Al12Fe以外,其它Al12X团簇的基态结构均以Ih替换结构为主,其中前3d元素(X=Sc、Ti、V、Mn)倾向于表面位置替换,而后3d元素(X=Co、Ni、Cu、Zn)则倾向于中心位置替换;Al12 Cr和Al12Fe团簇以Oh结构的表面替换为基态结构;对多数3d元素(X=Ti、V、Cr、Fe、Co、Zn)其掺杂团簇均出现明显的近能同分异构现象;相较纯Al13团簇掺杂团簇普遍体现出磁性增强效应.     

LaOBr1-xClx:Tb3+晶体中Tb3+的4f75d1激发态的能级分裂

在室温和78K下对六种LaOBr1-xClx:Tb3+(x=0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0)粉末样品的4f75d1激发谱进行了研究,在78K下观察到了Tb3+离子的4f75d1激发态的能级分裂。利用点电荷模型计算得到了LaOBr1-xClx:Tb3+晶体中Tb3+的4f75d1激发态能级的分裂值。考虑到LaOBr1-xClx:Tb3+化合物的共价性等因素,三个因子α=0.32,β=0.67-1.08,γ=0.32-0.40相应地引入到Akm展开式中与O.X.La有关的各项中。计算得到的能级分裂值和实验值相差小于20cm-1。     

Pb(Zr_(0.4)Ti_(0.6))O_3电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的赝势平面波方法计算了Pb(Zr0.4Ti0.6)O3五层超晶胞的顺电相和铁电相的电子结构.由态密度、电子密度和能带结构的计算结果发现顺电相下钛氧八面体Ti-O6和锆氧八面体Zr-O6在铁电相中分裂为由1个O1离子和4个O2离子组成的金字塔结构Ti-O5和Zr-O5;与顺电相相比,铁电相中钛离子的3d电子和氧离子的2p电子存在更强的轨道杂化,这种杂化降低了离子间的短程排斥力,使得具有铁电性的四方结构更为稳定,而且钛离子与氧离子的相互作用对于铁电相Pb(Zr0.4Ti0.6)O3沿c轴自发极化的贡献大于锆离子与氧离子的相互作用;由电子密度的分布可推断立方结构的Pb-O键呈现离子键特征,而铁电相下Pb-O键则有较大的共价成分,铅离子与氧离子的这种轨道杂化对Pb(Zr0.4Ti0.6)O3的铁电性起重要作用.所得结果对深入理解Pb(Zr0.4Ti0.6)O3铁电性的微观机理具有参考价值.     

Cu在Zr掺杂CeO2(111)面吸附特性的第一性原理研究

采用基于广义梯度近似的投影缀加平面波方法和具有三维周期性边界条件的超晶胞结构模型,用第一原理计算方法,计算并分析了Cu在Zr掺杂的CeO2(111)面吸附所形成的Cu/ Ce0.75Zr0.25O2(111)界面体系的吸附能、吸附结构和电子结构。结果表明：（1）Cu在Ce0.75Zr0.25O2(111)面上次层O的顶位,且邻近Zr原子的吸附位置的吸附能最大,吸附最强;（2）Zr的掺杂增强了Cu与CeO2衬底的作用;（3）Cu的吸附,在CZ(111)面的O2p-Ce4f态之间引入了新的间隙态,这些间隙态主要来自于Cu3d与衬底O2p的杂化作用,这是Cu与CeO2/ZrO2有较强作用的主要原因;（4）吸附的Cu被Ce0.75Zr0.25O2氧化为Cuδ+,并伴随着表面Ce4+ → Ce3+的转化,该反应可以总结为：Cu/Ce4+→ Cu δ+/Ce3+。     

Molecular Structures of H2X and D2X(X=0, S,Se, Te)

There are two possible configurations for H₂O, linear(D_∞h) or bent(C_2v). For a C_2v′, the three bands ν_1′ ν₂ and ν₃ should appear in both Raman and infrared. For a D_∞h. however, the ν₁, band should appear in only Raman and the ν₂ and ν₃ bands, in only infrared, that is, a principle of mutual exclusion of Raman and infrared should hold. The present author concludes that H₂X and D₂X(X=O, S, Se, Te) have a linear D_∞h. structure, since the obtained spectra show mutual exclusion of Raman and infrared.     

H2X(X=O,S,Se,Te)分子的双光子激发

本文采用全相对论量子力学计算了H₂X (X=O, S, Se, Te) 分子的双光子过程, 并考虑相对论效应对双光子过程的影响. 结果表明, 各个不可约表示对称态下激发能有着明显的差异,它反应了双光子吸收过程中选择能级的特点. 同时, 采用非相对论的对称匹配簇/组态相互作用方法 (SAC-CI) 计算其分子的单光子激发, 并与之比较. 双光子跃迁概率要比单光子跃迁概率小2–5个数量级; 同一主族, 随着原子序数的增加, 相对论效应对分子体系的激发能量、跃迁概率、振子强度的大小都有显著地影响; 除此之外,每个分子遵守分子对称群的选择原则. 本文中, 分子H₂X (X=O, S, Se, Te) 的个别不可约表示对称态的跃迁矩分量和振子强度远远大于其他对称态下的跃迁矩分量和振子强度, 甚至大于单光子激发. 这不仅与分子的对称性有一定的关系, 而且应该是选择双光子跃迁能级的重要依据. 关键词： 全相对论量子力学 双光子激发 电偶极跃迁矩 振子强度     

Octonion X,Y-productG 2 variants

The automorphism group G ₂ of the octonions changes when octonion X, Y -product variants are used. I present here a general solution for how to go from G ₂ to its X, Y -product variant.Happy birthday to Larry Horwitz. If there's a next time, you must come.     

Molecular Rydberg transitions: The lowest-energy Rydberg transitions of s-type in CH3X and CD3X,X = Cl,Br, and I

The absorption spectra associated with transitions to the lowest-energy s-type Rydberg states of CH₃X and CD₃X, X = Cl, Br, and I, have been measured and analyzed. The spectra of the bromides and iodides consist, individually, of four electronic origins of s-excitation type. The vibrational frequency of a given normal mode is more or less identical in all four excited states of any one molecule; and the excited state/ground state ratios of the frequencies of any given normal vibrational mode are essentially identical for all four molecules (i.e., for 16 states, four for each of two bromides and two iodides). The spectra of the chlorides are amenable to a number of different vibronic analyses, none of them unique; these analyses are discussed.     

Electronic properties of Hf2X intermetallic compounds (X = Al, Si, Ni, Ga and Ge)

Using ¹⁰⁰Pd/¹⁰⁰Rh probes, perturbed angular correlation measurements were performed to study Pd-related defects in Si as a function of dopant concentration and dopant type. Pd-vacancy and Pd-B complexes were identified by their characteristic electric field gradients in highly doped n- and p-type Si, respectively. Both pairs exhibited a T^3/2 temperature dependence of their electric field gradients.     

Cation mobility in the Cu6PS5X (X=Cl,Br, I) argyrodites

The electrical conductivity of Cu₆PS₅Cl shows purely Arrhenius behavior throughout the temperature range 170–450 K with no evidence of the 241 K thermodynamic phase transition previously reported. Cu₆PS₅Br exhibits two changes in activation energy. The first, at 251 K, apparently coincides with a previously determined thermodynamic transition. The second, at 321 K, is likely associated with a conduction transformation from ionic to electronic. The conductivity of Cu₆PS₅I is characterized by a cusp at a temperature of 194 K, far removed from a previously reported thermodynamic transition at 221 K. In addition, a broad and continuous change in activation energy appears to coincide with another previously reported phase transition at 270 K.     

过渡金属元素X（X=Mo，Tc，Ru）掺杂单层GaS的第一性原理研究

近年来,二维GaS由于其优异的性质引起了科研人员的关注.基于密度泛函理论计算了过渡金属元素X(X=Mo, Tc, Ru)掺杂单层二维GaS的电子结构、磁性性质及光学性质.计算结果表明：单层GaS材料为间接带隙的非磁性半导体,在对S位点进行替位式掺杂后,Ga-rich和S-rich条件的形成能均为正数,导致过渡金属元素Mo、Tc和Ru不能自发地进入进入单层GaS材料中.所有掺杂体系都引入了杂质能级,杂质能级主要由掺杂原子的4d轨道贡献.掺杂后所有体系的带隙都有所减小,上自旋和下自旋的能带结构不再对称,使得Mo掺杂体系呈现半金属铁磁性,Tc和Ru掺杂体系呈磁性半导体特性,Mo、Tc和Ru掺杂后的总磁矩分别为4μ_B, 3μ_B和2μ_B,磁矩主要由掺杂原子的局域磁矩产生.掺杂后单层GaS的静介电常数得到提高,吸收谱出现红移,在可见光区和近红外区的吸收系数变大,对可见光的利用率增强.     

Theoretical study on C100 fullerenes and C96X4 (X=N,P, B,Si)

The geometrical structures and electronic properties of six fullerene isomers of C₁₀₀ were studied at the HF/6-31G^? and B3LYP/6-31G^? levels, respectively. The results of the fully optimized calculations show that three C₁₀₀ isomers 449:D₂, 425:C₁ and 442:C₂ are near isoenergetic isomers. The energies and properties of C₁₀₀ hexaanions were calculated. The C₁₀₀^6? (450:D₅) isomer is predicted to be the most stable isomer at the B3LYP/6-31G^? level, and the C₁₀₀^6? (449:D₂) isomer is 44.1 kcal/mol higher in energy. The heterofullerenes C₉₆X₄ (X=N, P, B, Si) formed from the initial C₁₀₀ (449:D₂) have also been investigated at the B3LYP/6-31G^? level. The HOMO–LUMO gaps and aromaticities show that the replacement of fullerene carbon atoms with four heteroatoms can enhance the electronic stabilization of C₁₀₀ (449:D₂).