掺杂半导体β-FeSi2电子结构及几何结构第一性原理研究

采用基于第一性原理的密度泛函理论全势线性缀加平面波法,使用广义梯度近似处理交换相关势能,首先计算了β-FeSi2的电子结构及其各元素各亚层电子的能态密度,β-FeSi2的电子能态密度主要由Fe的d层电子和Si的p层电子的能态密度确定;其次通过计算不同掺杂系统的总能量确定了掺杂原子在β-FeSi2中的置换位置,在β-FeSi2中,Co置换FeⅡ位置的Fe原子,Al置换SiⅠ位置的Si原子,这种择位置换与现有的计算结果完全一致;最后计算了Fe1-xCoxSi2和Fe(Si1-xAlx)2的电子结构,对它们的电子结构特征进行了分析,并探讨了电子结构对其热电性能(塞贝克系数、电传输及热传输性能)的影响.     

磁控溅射法合成纳米β-FeSi2/a-Si多层结构

β-FeSi₂作为一种环境友好的半导体材料，颗粒化及非晶化正在成为提高其应用性能和改善薄膜质量、膜基界面失配度的有效途径.利用射频磁控溅射法在单晶Si基体上沉积Fe/Si多层膜，合成纳米β-FeSi₂/Si多层结构.通过透射电子显微镜、高分辨电子显微术等分析手段，研究了多层结构和制备工艺之间的相互关系.研究结果表明，采用磁控溅射Fe/Si多层膜的方法，不需要退火就可以直接沉积得到β-FeSi₂相小颗粒.β-FeSi₂相 关键词： 2')" href="#">β-FeSi₂ 磁控溅射 透射电子显微镜 半导体薄膜     

Cu掺杂β-Si3N4的力学性能和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方法研究了(Si_3-xCu_x)N₄(x=0,0.25,0.5,0.75,1)晶体的稳定性、力学性能和电子结构,分析了Cu掺杂对β-Si₃N₄力学性能的影响机制.结果表明,(Si_3-xCu_x)N₄为热力学稳定结构,Cu掺杂降低了β-Si₃N₄的稳定性.由弹性常数和Voigt-Reuss-Hill近似看出,(Si_3-xCu_x)N₄满足波恩力学稳定性判据,Cu掺杂使得β-Si₃N₄的体模量、剪切模量和杨氏模量降低,当x=0时,(Si_3-xCu_x)N₄的体模量、剪切模量和杨氏模量最大,分别为234.3 GPa、126.7 GPa和322.1 GPa.根据泊松比和G/B值判断出(...     

纳米β-FeSi2/a-Si多层膜室温光致发光分析

采用射频磁控溅射的方法,在Si（100）基片上制备了纳米β-FeSi₂/Si多层结构,利用X射线衍射、透射电子显微镜、光致发光光谱等表征技术,研究了β-FeSi₂/Si多层结构的结构、成分和光致发光特性.研究结果表明：利用磁控溅射法得到的Fe/Si多层膜,室温下能够检测到β-FeSi₂的1.53 μm处光致发光信号;未退火时多层膜是（非晶的FeSi₂+β-FeSi₂颗粒）/非晶Si结构,退火后则是 关键词： 2')" href="#">β-FeSi₂ 磁控溅射 XRD 光致发光光谱     

CoSi电子结构第一性原理研究

采用基于第一性原理的密度泛函理论全势线性扩展平面波法，首先对CoSi的晶胞参数进行优化计算，CoSi多粒子系统的最低能量为-134684297Ry，此时其晶胞处于最稳态，与最稳态对应的晶胞体积V0等于5899360a.u.3,晶胞参数为a=b=c=04438nm；然后计算了优化后的CoSi的电子结构及Si侧Al掺杂的CoSi075Al025的电子结构并分析了两者的电子结构特征，计算的CoSi电子能态密度与已有的计算结果整体形貌相同，但存在局部差异，Al掺杂后费米面发生了偏移；最后探讨了两者的电子结构对热电性能的影响，Al掺杂可提高CoSi的材料参数B，因此有望提高其热电性能. 关键词： 第一性原理 电子结构 热电性能     

(Fe1-xNix)2P电子结构与磁学特性的X射线近边吸收谱研究

利用X射线近边吸收谱对Fe₂P，Ni₂P及其掺杂物(Fe_1-xNi_x)₂P(x=01,025,05)中Fe，Ni，P的K边进行了研究.结合多重散射理论近边计算，讨论了金属原子不同位置格点3f，3g对近边谱特征的贡献，得出当Ni原子取代Fe原子时将优先占据Fe(3f)格点位置；根据第一性原理对能态的计算发现，不考虑磁性时不同格点P的pDOS未占据态电子结构与P-K近边吸收谱实验相符合；与考虑铁磁性Fe₂P 的DOS相比较后结果显示Fe₂P的磁性主要来源于Fe(3g)格点，铁磁性Ni₂P计算的Ni不同格点原子磁矩均接近于0，与它一般显顺磁性结论相一致. 关键词： X射线近边吸收谱 电子结构 多重散射理论 态密度     

N/Fe共掺杂锐钛矿TiO2(101)面协同作用的第一性原理研究

基于周期性密度泛函理论研究了N/Fe共掺杂对锐钛矿TiO₂(101)面的修饰作用. 计算了铁替位单掺杂TiO₂(101)面及晶体内部后, 晶体结构变化及形成能. 通过形成能的比较发现, Fe从晶体表面向体内迁移时受到势垒阻碍作用. 同时, 对不同位置表面N/Fe近邻共掺杂晶体形成能的比较, 得出了表面共掺杂的最稳定结构. 通过对电子结构及态密度的分析发现: 表面共掺杂态中, N/Fe共掺杂可改变TiO₂(101)面的电子结构, 并使TiO₂由半导体性向半金属性转变. 关键词： 2(101)面')" href="#">锐钛矿TiO₂(101)面 N/Fe共掺杂 第一性原理 半金属性     

Os1-xRexB4固溶体系的结构、力学和电子性质的第一性原理研究

利用第一性原理的计算方法，在维也纳从头计算模拟包(VASP)中计算了三种比例Re原子掺杂Os B₄的结构特征及稳定性、电子性质及力学性能.将P42/nmc相Os B₄中的Os元素进行Re元素的替代掺杂，并构建出Os_1-xRe_xB₄(x=0,0.0625,0.125,0.25)固溶体系的结构模型.结果表明:随Re含量的增高Os_1-xRe_xB₄的晶格常数和体积会略微增大，在x高于0.25后发生结构畸变;且P42/nmc-Os_1-xRe_xB₄(x=0,0.0625,0.125)的结构和热力学稳定;态密度主要来源于Os的5d电子和B的2s和2p电子，而Re原子的5d轨道电子对价带和导带态密度也均有贡献，并且随其含量的增高态密度峰值也增大;B-B键和B-Os键具有强共价相互作用是其具有较高的体积和剪切模量的主要原因.随着Re元素的浓度增加，结构的导电性和延展...     

OsSi2电子结构和光学性质的研究

采用基于第一性原理的密度泛函理论赝势平面波方法,对正交相OsSi₂的电子结构、态密度和光学性质进行了理论计算,能带结构计算表明它是一种间接带隙半导体,禁带宽度为0813 eV;其价带主要由Os的5d和Si的3p态电子构成;导带主要由Si的3s,3p以及Os的5d态电子构成;静态介电常数ε₁（0）=1543; 折射率n＝393并利用计算的能带结构和态密度分析了OsSi₂的介电函数、吸收系数、折射率、反射率、 关键词： 2')" href="#">OsSi₂ 第一性原理 电子结构 光学性质     

S掺杂对锐钛矿相TiO2电子结构与光催化性能的影响

采用基于第一性原理的平面波超软赝势方法研究了掺杂不同价态S的锐钛矿相TiO₂的晶体结构、杂质形成能、电子结构及光学性质.计算结果表明硫在掺杂体系中的存在形态与实验中的制备条件有关；掺杂后晶格发生畸变、原子间的键长及原子的电荷量也发生了变化，导致晶体中的八面体偶极矩增大； S 3p态与O 2p态、Ti 3d态杂化而使导带位置下移、价带位置上移及价带宽化，从而导致TiO₂的禁带宽度变窄、光吸收曲线红移到可见光区.这些结果很好地解释了S掺杂锐钛矿相TiO₂在可见光下具有优良的光催化性能的内在原因.根据计算结果分析比较了硫以不同离子价态掺杂对锐钛矿相TiO₂电子结构和光催化性能影响的差别. 关键词： 2')" href="#">锐钛矿相TiO₂ S掺杂 第一性原理 光催化性能     

Magnetic properties of fcc (Co95Fe5)1-xAlx ribbons

Rapidly quenched (Co₉₅Fe₅)_1-xAl_x ribbons are investigated by X‐ray diffraction, magnetization, and Mössbauer effect measurements. A single fcc phase is obtained for all ribbons x ? 10 at.%. The lattice constant increases linearly with x and is discussed in connection with magnetic moment. The influence of Al substitution on both magnetization and Fe‐atom hyperfine field (H) is studied. At 296 K, the magnetization decreases linearly while H drops nonlinearly as x increases. Al substitution leads to substantial differences in iron hyperfine fields in bcc and fcc systems. Fe moment is perturbed differently by Al substitution in fcc (Co₉₅Fe₅)_1-xAl_x and bcc Fe–Al systems.     

非晶态(Fe1-xCox)78Si9.5B12.5合金的X射线光电子能谱研究

本文报道非晶态(Fe_1-xCo_x)₇₈Si_9.5B_12.5合金的X射线光电子能谱的实验结果,分别给出了Fe,Co,Si,B元素的内层电子能级的结合能以及费密面态密度随Co含量的变化关系。 关键词：     

3∶29型Gd3(Fe1-xCox)29-yCry化合物的成相与结构

通过X射线衍射分析和磁测量研究了Gd-Fe-Co-Cr四元系中对应于化学式Gd₃(Fe,Co,Cr)₂₉且Gd含量为一定值的截面内富Fe,Co区的相关系,重点探索了高Co含量3∶29型化合物合成的可能性,研究了3∶29型Gd₃(Fe_1-xCo_x)_29-yCr_y化合物的结构与磁性.研究结果表明,获得3∶29型单相Gd₃(Fe_1-xCo_x)_29-yCr_y化合物的范围为:y=5,0≤x≤0.7;y=5.5,0.7≤x≤0.8和y=6,0.8≤x≤0.9.基于对Gd₃(Fe_1-xCo_x)_29-yCr_y化合物成相条件的研究,成功地合成了纯Co基Gd₃Co_29-yCr_y化合物,其固溶范围为6.5≤y≤7.3.3∶29型单相Gd₃(Fe_1-xCo_x)_29-yCr_y化合物的晶体结构都属于单斜晶系,Nd₃(Fe,Ti)₂₉型结构,空间群为A2m.得到3∶29型单相Gd₃(Fe_1-xCo_x)_29-yCr_y化合物的固溶极限即Co含量的极大值与稳定元素Cr含量有关.Co原子的含量越高,所需稳定元素Cr的含量越大.值得注意的是,用Co原子替代Fe原子会导致Gd₃(Fe_1-xCo_x)_29-yCr_y化合物磁晶各向异性的显著改变.当x≥0.4时,化合物的磁晶各向异性从易面型转变为易轴型 关键词： 3(Fe_1-xCo_x)_29-yCr_y化合物')" href="#">Gd₃(Fe_1-xCo_x)_29-yCr_y化合物 相关系和相结构 X射线衍射 磁晶各向异性     

Y2(Fe1-x-y,Coy,Crx)17化合 物的结构及居里温度

通过x射线衍射及磁测量手段研究了Y₂(Fe_1-y-x,Co_y,C r_x)₁₇化合物的结 构及居里温度.研究结果表明Y₂(Fe_1-y-x,Co_y,Crx)₁₇化合物具有六 角相的Th₂Ni₁₇型结构.随着x的增加，Y₂(Fe 关键词： 2(Fe_1-y-x')" href="#">Y₂(Fe_1-y-x y')" href="#">Co_y x)_{1 7}化合物')" href="#">Cr_x)_{1 7}化合物 x射线衍射 居里温度     

R3(Fe1-xCox)29-yCry(R=Gd,Sm)化合物相稳定性研究

在制备出Gd₃(Fe_1-xCo_x)_29-yCr_{y化合物基础上，成功制备出Sm3(Fe1-xCox)29 -yCry化合物，通过x射线衍射和热磁分析对R3(Fe1-x< /sub>Co x)29-yCry 关键词： 3(Fe1-xCox)29-yCry化合物')" href="#">R3(Fe1-xCox)29-yCry化合物 相结构 单轴磁晶各向异性}     

MAGNETIC PROPERTIES OF Pr2Co17-x Mx ( M＝Ga,Si) COMPOUNDS

The influence of Ga or Si substitution for Co on the structural and magnetic properties of Pr₂Co₁₇ compounds is investigated. All samples studied here are single phase and have the rhombohedral Th₂Zn₁₇-type structure. The unit-cell volume is found to increase linearly by the substitution of Ga for Co,but reduce by the substitution of Si for Co in Pr₂Co₁₇ compounds. In Pr₂Co_17-x M_x, the Curie temperature decreases monoto nically with increasing at an approximate rate of 153K per Ga atom and 175K per Si atom. The saturation magnetic moment of Pr₂Co_17-x M_x ( M=Ga,Si) decreases with increasing x. The rates of the decrease are larger than that expected as a simple dilution. For Pr₂Co_17-xSi_x ,the spin reorientation transition is observed above room temperature. The spin-reorientation temperature Tsrfirst decreases with increasing Si content and then increases at higher x values (x>2). The spin reorientat ion behavior is interpreted by the competition between the Pr and Co sublattice anisotropies. The easy magnetization direction in Pr₂Co_17-xGa_x compounds is perpendicular to the c-axis, and no spin reorientation transition is observed.     

不同剂量C离子注入Si单晶中Si1-xCx合金的形成及其特征

室温下在单晶Si中注入(0.6—1.5)%的C原子,利用高温退火固相外延了Si_1-xC_x合金,研究了不同注入剂量下Si_1-xC_x合金的形成及其特征.如果注入C原子的浓度小于0.6%,在850—950℃退火过程中,C原子容易与注入产生的损伤缺陷结合,难于形成Si_1-xC_x合金相.随注入C原子含量的增加,C原子几乎全部进入晶格位置形成Si_1-xC_{x 关键词： 1-x}C_x合金')" href="#">Si_1-xC_x合金 离子注入 固相外延     

Formation of Mn-doped iron silicides by ball milling

Using X-ray diffraction (XRD) and Mössbauer spectroscopy, we have studied the sequence of phase formations in the solid Mn-doped iron silicide series Fe_1?x Mn _x Si₂, with 0.00? ≤ ?x? ≤? 0.12, in samples prepared by mechanical alloying from the pure elements. The milling was carried out at room temperature in Ar atmosphere in a horizontal mill for 15 h. The XRD patterns display broad lines, which can be ascribed to stable and metastable iron silicides like β-FeSi₂, ?-FeSi, α-FeSi₂, MnSi, and Si. The set of hyperfine parameters obtained support the coexistence of β-FeSi₂, α-FeSi₂ and ?-FeSi, in agreement with the XRD results. No replacement of Fe by Mn atoms in the regular sites of β-FeSi₂ has been observed.     

Crystal structure and magnetic properties of Nd（Mn1-xFex）2Si2 compounds

X-ray powder diffraction,resistivity and magnetization studies have been performed on polycrystalline Nd(FexMn1-x)2Si2 (0 ≤ x ≤ 1) compounds which crystallize in a ThCr2Si2-type structure with the space group I4/mmm.The field-cooled temperature dependence of the magnetization curves shows that,at low temperatures,NdFe2Si2 is antiferromagnetic,while the other compounds show ferromagnetic behaviour.The substitution of Fe for Mn leads to a decrease in lattice parameters a,c and unit-cell volume V .The Curie temperature of the compounds first increases,reaches a maximum around x = 0.7,then decreases with Fe content.However,the saturation magnetization decreases monotonically with increasing Fe content.This Fe concentration dependent magnetization of Nd(FexMn1-x)2Si2 compounds can be well explained by taking into account the complex effect on magnetic properties due to the substitution of Mn by Fe.The temperature’s square dependence on electrical resistivity indicates that the curve of Nd(Fe0.6Mn0.4)2Si2 has a quasi-linear character above its Curie temperature,which is typical of simple metals.     

用脉冲激光方法在Si(100)上沉积的Cox-C1-x颗粒膜及其磁电阻效 应

利用脉冲激光沉积方法在Si(100)上制备了Co_x-C_1-x颗粒膜，并研 究了其正磁电阻 效应.实验结果表明，样品在室温下的正磁电阻效应要远远高于低温下的正磁电阻效应；Co _0.02-C_0.98样品具有最大的室温正磁电阻效应，在外加磁场B=1T时 ，其磁电阻 率MR=22%；随着Co含量的增加，Co_x-C_1-x颗粒膜的正磁电阻效应呈 减小趋势.样品 的MR-B的曲线与传统的多 关键词： 正磁电阻效应 x-C_1-x颗粒膜')" href="#">Co_x-C_1-x颗粒膜 脉冲激光沉积