CoSi2的能带结构

本文报道用自洽LMTO方法算得CoSi₂化合物的能带结构及状态密度。计算所得状态密度峰值位置与同步辐射光电子谱相应峰值位置很好地符合。计算结果表明:在CoSi₂及NiSi₂中,仍然是过渡金属原子的3d轨道与Si原子的3p轨道间的杂化成键决定它们的电子结构。Si原子并不保持像块状硅中的sp³型杂化。 关键词：     

NiSi_2化合物的电子结构

采用自洽LMTO方法,计算了NiSi_2化合物的电子结构。所得结果与ARUPS光电子谱结果以及LAPW等计算结果符合得相当好。在NiSi_2化合物中Ni 3p芯能级移动是与镍原子的电子组态变化有关;镍的3d电子减少导致对镍的3p电子屏蔽作用减弱。计算结果表明离子性对化学键贡献很小。     

YFe2B2电子结构的第一性原理计算

基于密度泛函理论,从头计算了具有ThCr₂Si₂型四方晶系的稀土金属化合物Yfe₂B₂体相的物理特性.能量计算结果表明Yfe₂B₂体相处于顺磁金属态;而能带结构、态密度、布居数以及差分电荷　分布的计算结果表明Y原子的5s,5p电子具有很强的局域性;Fe原子的3d电子和B的1s,2s和2p电子强烈耦合,使得最近邻Fe原子与B原子形成了Fe—B共价键;最近邻的两个Fe原子之间由于 关键词： 稀土金属化合物 第一性原理计算 能带结构 态密度     

自旋-Peierls化合物GeCuO3电子结构的第一性原理研究

采用平面波赝势方法对自旋-Peierls化合物GeCuO₃的电子结构进行了第一性原理研究.计算结果表明：Cu²⁺的3d轨道自由度被冻结,未配对电子填充d_x²-y²轨道.自旋向上和向下的d_x²-y²轨道间的交换劈裂导致了体系的绝缘性.费米能级附近的Cu 3d态与O(2) 2p态存 关键词： 3')" href="#">GeCuO₃ 自旋-Peierls相变 第一性原理计算 共价绝缘体     

Mg-Y-Zn合金三元金属间化合物的电子结构及其相稳定性的第一性原理研究

采用基于密度泛函的第一性原理平面波赝势方法计算Mg-Y-Zn合金三元金属间化合物X-Mg₁₂YZn 相和W-Mg₃Y₂Zn₃相的晶格常数、形成焓和电子结构. 形成焓的计算结果表明, X-Mg₁₂YZn相和W-Mg₃Y₂Zn₃相都具有负的形成焓, 并且W-Mg₃Y₂Zn₃相的形成焓更低; 电子结构的计算分析表明, W-Mg₃Y₂Zn₃相成键峰主要来自Mg的2p轨道、Zn的3p轨道和Y的4d轨道的贡献. 而X-Mg₁₂YZn相成键峰主要来自Mg的3s和2p轨道、Zn的3p轨道和Y的4d轨道的贡献. 对W-Mg₃Y₂Zn₃相(011)面和X-Mg₁₂YZn相(0001)面的电荷密度分析表明, 两相中Zn-Y原子间都形成了共价键, 且W-Mg₃Y₂Zn₃相的共价性比X-Mg₁₂YZn相的共价性更强. 在费米能级低能级处, W-Mg₃Y₂Zn₃相具有更多的成键电子数, 决定了W-Mg₃Y₂Zn₃相比X-Mg₁₂YZn相有更好的相稳定性.     

Magnéli相亚氧化钛Ti8O15的电子结构和光学性能的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势法研究了Magnéli相亚氧化钛Ti₈O₁₅的电子结构和光学性能. 计算出的能带结构显示Ti₈O₁₅相比锐钛型TiO₂禁带宽度大幅度降低. 态密度分析表明, 其原因在于Ti₈O₁₅的O原子的2p轨道以及Ti原子的3p, 3d轨道相对于TiO₂的相应轨道向左产生了偏移, 同时由于O原子的缺失使得Ti原子的3d, 3p轨道多余电子在Fermi能级附近聚集形成新的电子能级. 态密度分析结果还显示, 相对于TiO₂, Ti₈O₁₅ Fermi能级附近电子格局发生了如下变化: O原子的2p轨道电子贡献减少, Ti原子的3d轨道的电子对Fermi能级贡献增大. 光吸收计算图谱表明, TiO₂仅在紫外光区有较高的光吸收能力, 而Ti₈O₁₅由于禁带宽度变窄引起光吸收范围红移到可见光区, 从而在紫外光区和可见光区都有较高的光吸收能力, 计算结果与实验得到的紫外-可见漫反射吸收光谱结果一致. 关键词： 第一性原理 8O₁₅')" href="#">Magnéli相亚氧化钛Ti₈O₁₅ 电子结构 光学性能     

Magnli相亚氧化钛Ti8O15的电子结构和光学性能的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势法研究了Magneli相亚氧化钛Ti8O15的电子结构和光学性能.计算出的能带结构显示Ti₈O₁₅相比锐钛型TiO₂禁带宽度大幅度降低.态密度分析表明,其原因在于Ti₈O₁₅的O原子的2p轨道以及Ti原子的3p,3d轨道相对于TiO₂的相应轨道向左产生了偏移,同时由于O原子的缺失使得Ti原子的3d,3p轨道多余电子在Fermi能级附近聚集形成新的电子能级.态密度分析结果还显示,相对于TiO₂,Ti₈O₁₅Fermi能级附近电子格局发生了如下变化:O原子的2p轨道电子贡献减少,Ti原子的3d轨道的电子对Fermi能级贡献增大.光吸收计算图谱表明,TiO₂仅在紫外光区有较高的光吸收能力,而Ti₈O₁₅由于禁带宽度变窄引起光吸收范围红移到可见光区,从而在紫外光区和可见光区都有较高的光吸收能力,计算结果与实验得到的紫外-可见漫反射吸收光谱结果一致.     

高温超导体MgB2的电子结构研究

用第一性原理能带理论计算了高温超导体MgB₂的电子结构.计算得出的电子能带说明MgB₂是一种宽能带化合物,价带主要由Mg和B原子s和p的杂化形成.费米能级处的态密度N(E_F)是0.72(states/eV).根据这些结果,初步推断出MgB₂的超导电性的微观机制不可能是电子声子耦合的BCS模型,而是有待于探索的新机制 关键词： 高温超导体 电子结构     

VPd3是巡游电子弱铁磁体吗?

用自洽LMTO方法计算了VPd₃化合物(Cu₃Au结构)的电子结构及XPS谱。计算所得状态密度与Williams等人的结果是一致的。然而,与他们预言VPd₃是具有1.4μ_B磁矩的铁磁体结果不同,由电子结构算得的Stoner参量为1.04,表明它很可能是一种巡游电子弱铁磁体。这与Burmester等人在低温下未测得VPd₃有任何铁磁序的结果的分歧尚待讨论。 关键词：     

p型透明导电材料BaSnO3的第一性原理研究

基于密度泛函理论,从头计算了N以及N和Sb共掺BaSnO₃的电子结构和光学性质.结果表明N单掺BaSnO₃与N和Sb共掺BaSnO₃均为p型透明导电材料,在可见光区透过率均在80%以上,且N和Sb共掺具有更高的电导率.计算结果为实验上制备p型钙钛矿结构透明导电材料提供了强有力的理论指导. 关键词： p型透明导电材料 电子结构 光学性质     

Positive spin polarization in field emission from Ni (110) and demagnetization by hydrogen adsorption

The spin polarization of field-emitted electrons from the (110)-surface of ferromagnetic Ni was observed to be P = (+ 5 ± 2)% (majority spin electrons predominant). This result can be understood qualitatively in the framework of the Stoner-Wohlfarth-Slater model, using hybridized s-d bands. Adsorption of hydrogen (saturation coverage) was found to reduce the spin polarization of electrons emitted along [110] to P (H₂) = (+ 1 ± 2)%, suggesting a demagnetization of the (110)-surface of Ni by hydrogen chemisorption.     

合金元素Zr韧化不同计量比Ni3Al合金的微观机制

利用正电子湮没技术（PAT）测量了不同化学计量比二元Ni3₃Al合金及不同Zr含 量Ni3₃Al合金的正电子寿命谱，并估算了合金基体和晶界缺陷处的自由电子密度.结果表明，二元Ni77₇₇Al23₂₃合金的基体和缺陷态的自由电子密度都比二元 Ni74₇₄Al26₂₆合金的高. Ni3₃Al合金晶界缺陷处开空间大于Ni空位或Al空位的开空间，晶界缺 陷处的自 关键词： 3Al合金')" href="#">Ni3₃Al合金 微观机制 自由电子密度 韧化     

电迁移对Ni/Sn3.0Ag0.5Cu/Au/Pd/Ni-P倒装焊点界面反应的影响

本文研究了150 ℃, 1.0× 10⁴ A/cm²条件下电迁移对Ni/Sn3.0Ag0.5Cu/Au/Pd/Ni-P倒装焊点界面反应的影响. 回流后在solder/Ni和solder/Ni-P的界面上均形成(Cu,Ni)₆Sn₅类型金属间化合物. 时效过程中两端界面化合物都随时间延长而增厚, 且化合物类型都由(Cu,Ni)₆Sn₅转变为(Ni,Cu)₃Sn₄. 电迁移过程中电子的流动方向对Ni-P层的消耗起着决定性作用. 当电子从基板端流向芯片端时, 电迁移促进了Ni-P层的消耗, 600 h后阴极端Ni-P层全部转变为Ni₂SnP层. 阴极界面处由于Ni₂SnP层的存在, 使界面Cu-Sn-Ni三元金属间化合物发生电迁移脱落溶解, 而且由于Ni₂SnP层与Cu焊盘的结合力较差, 在Ni₂SnP/Cu界面处会形成裂纹. 当电子从芯片端流向基板端时, 阳极端Ni-P层并没有发生明显的消耗. 电流拥挤效应导致了阴极芯片端Ni层和Cu焊盘均发生了局部快速溶解, 溶解到钎料中的Cu和Ni原子沿电子运动的方向往阳极运动并在钎料中形成了大量的化合物颗粒. 电迁移过程中(Au,Pd,Ni)Sn₄的聚集具有方向性, 即(Au,Pd,Ni)Sn₄因电流作用而在阳极界面处聚集.     

A first-principles theoretical simulation on the electronic structures and optical absorption properties for O vacancy and Ni impurity in TiO2 photocatalysts

The band structures and optical absorption spectra of O vacancy and Ni ion doped anatase TiO₂ were successfully calculated and simulated by a plane wave pseudopotential method based on density functional theory (DFT). From the calculated results, a phenomenon of “impurity compensation” was found: the lower formation energy for O vacancy than Ni impurity indicated that introducing the intrinsic defect of O vacancy into Ni ion doped TiO₂ sample was very possible; the positive binding energy for the combination of O vacancy and Ni impurity indicated that two defects were apt to bind to each other; While Ni impurity produced the donor levels in the forbidden band of TiO₂, Ni impurity with O vacancy produced the acceptor levels upon which the excitation led to the photogenerated electrons with high energy and transferability. The combination of absorption spectra for O vacancy and Ni impurity with O vacancy models could reproduce the experimental measurement very well.     

NH3在Ni/Pt(111)和Ni/WC(001)表面上分解的第一性原理研究

采用密度泛函理论和slab模型,研究NH₃在Ni单原子层覆盖的Pt（111）和WC（001）表面上的物理与化学行为,计算了Ni单原子覆盖表面的电子结构以及NH₃的吸附与分解.表面覆盖的单原子层中,Ni原子的性质与Ni（111）面上的Ni原子明显不同.与Ni（111）相比,Ni/Pt（111）和Ni/WC（001）表面上Ni原子dz²轨道上的电子更多地转移到了其它位置,该轨道上电荷密度降低有利于NH₃吸附.在Ni/Pt（111）和Ni/WC（001）面上NH₃吸附能均大于Ni（111）,NH₃分子第一个N-H键断裂的活化能则明显比Ni（111）面上低,有利于NH₃的分解,吸附能增大使NH₃在Ni/Pt（111）和Ni/WC（001）面上更倾向于分解,而不是脱附.N₂分子的生成是NH₃分解的速控步骤,该反应能垒较高,说明N₂分子只有在较高温度下才能生成.WC与Pt性质相似,但Ni/Pt（111）和Ni/WC（001）的电子结构还是有差异的,与Ni（111）表面相比,NH₃在Ni/Pt（111）表面上分解速控步骤的能垒降低,而在Ni/WC（001）上却升高.要获得活性好且便宜的催化剂,需要对Ni/WC（001）表面做进一步改进,降低N₂分子生成步骤的活化能.     

ELS study on initial oxidation of Ni(100) surfaces

Electron energy loss spectra of clean and oxygen-covered Ni(100) surfaces were observed with concomitant measurements of LEED, work function change, and Auger peak height ratio O(KL_{2, 3}L_{2, 3})/Ni(L_{2, 3}VV). The observed electronic transitions are interpreted on the basis of primary election energy dependence, and of comparison with the loss spectrum for a UHV-cleaved NiO(100) surface and optical data of Ni. The observed loss peaks at 9.1, 14, and 19 eV in the clean surface spectrum are ascribed to the bulk plasmon of the 4s electrons, the surface plasmon, and the bulk plasmon of the coupled 3d + 4s electrons, respectively, and the weak but sharp peak at 33 eV is tentatively attributed to the localized many-body effect in the final state. Three oxygen-derived peaks at 6.0, 8.0, and 10.3 eV in the low oxygen exposure region (?4 L) are ascribed to the O 2p(e) → Ni 3d, O 2p(a₁) → Ni 3d, and O 2p → Ni 4s transitions, respectively. In the high oxygen exposure region (?50 L), the spectra become quite similar to that of the UHV-cleaved NiO(100) surface. The oxidation process consistent with LEED, Auger peak height ratio and work function change measurements is discussed.     

Energy and angular distributions of electrons ejected from CH<Subscript>4</Subscript> and C<Subscript>3</Subscript>H<Subscript>8</Subscript> under 16.0 keV electron impact

Relative cross sections, differential in energy and angle, for electrons ejected from CH₄ and C₃H₈ molecules under 16.0 keV electron impact have been measured. Electrons were analyzed by a 45° parallel plate electrostatic analyzer at emission angles varying from 60° to 135° with energies from 50 eV to 1000 eV. The angular distributions of electrons exhibit structures which are found to arise from Coulomb and non-Coulomb interactions. Furthermore, the double differential cross sections of electrons ejected from C₃H₈ molecule are found to be higher in magnitude than those from CH₄. This result supports the fact that the number of ejected electrons participating in collisions with C₃H₈ molecules is more than that in CH₄. Also, the angular distributions of C-K-shell Auger electrons emitted from the target molecules have been studied and shown to be isotropic within the experimental uncertainty     

The interaction of fast H 3 + ions with a clean Ni-surface

Scattering of H ₃ ⁺ ions from a clean Ni(111) surface is observed at energies below 1 keV and grazing incidence in a time-of-flight system. The interaction with the surface leads to neutral particles mainly which are identified from the energy distributions as H and H₂. The neutralisation/dissociation mechanism is probably a resonant charge transfer of Ni electrons into the non-binding ground state of H₃.     

A DFT study on small M-doped titanium (M = V, Fe, Ni) clusters: structures, chemical bonds and magnetic properties

The equilibrium structures, electronic properties of bimetallic Ti_1-4M (M=V, Fe, Ni) clusters are investigated by using the density functional method within generalized gradient approximation in conjunction with the valence basis set. Considering the spin multiplicity effect, the geometries with different spins are optimized to find the ground states. For the ground states, the natural bonding orbital analysis (NBO) is performed and shows that the 4s electrons always transfer to the 3d orbital in the bonding atoms so that 4s and 3d orbitals hybridize with each other. The electron transfers from Ti atoms to the ‘impurity’ atoms (V, Fe, and Ni) are also found. The two kinds of electron transfer mechanisms are considered to be the contributor for the stabilities of the studied clusters. The Wiberg bond order and AIM (atoms in molecules) analyses indicate that the relative stabilities of chemical bonds are: $\text{Ti-V/Ti-Fe} > \text{Ti-Ti} > \text{Ti-Ni}$\text{Ti-V/Ti-Fe} > \text{Ti-Ti} > \text{Ti-Ni}. The spin magnetic moments are found to be mostly located at Ti atoms. Several clusters like Ti₂V, Ti₃V, Ti₃Ni and Ti₄Ni present the high moments.     

过渡金属(Fe,Co,Ni,Zn)掺杂金红石TiO2的电子结构和光学性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对未掺杂以及不同浓度过渡金属Fe,Co,Ni,Zn掺杂金红石TiO₂的超晶胞体系进行了几何优化,并讨论了其晶格常数,电子能带结构和光学性质.研究结果表明:掺杂前后的晶格参数与实验值偏差在3.6%以下;适量的过渡金属掺杂不但影响体系能带结构,拓宽光吸收范围,而且扮演着俘获电子的重要角色,有利于光生电子-空穴对的有效分离以及增强光吸收能力;Fe,Co,Ni,Zn最佳理论掺杂体系分别为Ti_0.75Fe_0.25O₂,Ti_0.75Co_0.25O₂,Ti_0.75Ni_0.25O₂,Ti_0.83Zn_0.17O₂;Fe,Co,Ni3d态分裂为t_2g和e_g态,分别贡献于价带高能级和导带低能级部分,促进了电子-空穴对的生成,从而可提高TiO₂的光催化性能;Zn3d态电子成对填满轨道,不易被激发,故光催化活性无明显提高.