Al的微观组态与LaNi3.75Al1.25的结构和弹性第一性原理研究

在全电子水平上，采用广义梯度近似密度泛函理论和全势能线性缀加平面波方法并结合二维立方拟合方法，对LaNi_3.75Al_1.25合金的晶体结构与弹性性质进行了理论研究.计算结果给出合金的晶格常数a=b=0.5137　nm，c=0.4018　nm，Al原子在晶胞中的微观分布为同时占据部分3g和2c等价格位，弹性常数C₁₁+C₁₂=281.2，C₁₃=82.3，C₃₃=227.3，以及体弹性模量B＝124.5、切变模量G＝68.2　GPa.还对态密度、能带结构和电荷密度进行了计算分析，并给出材料LaNi_3.75Al_1.25的电子线性比热系数23.45　mJ/molK². 关键词： 3.75Al_1.25')" href="#">LaNi_3.75Al_1.25 储氢合金 全势能线性缀加平面波 弹性常数     

第一性原理研究硫化镉高压相变及其电子结构与弹性性质

采用第一性原理研究了CdS的六方纤锌矿(WZ), 立方闪锌矿(ZB) 和岩盐矿(RS)相在高压条件下的相稳定性、 相变点、电子结构以及弹性性能.WZ相与RS 相可以在相应的压强范围内稳定存在, 而ZB相不能稳定存在.压强大于2.18 GPa时, WZ相向RS相发生金属化相变.WZ相中S原子电负性大于Cd, 且电负性差值小于1.7, CdS的WZ相为共价晶体.高压作用下, S原子半径被强烈压缩, 有效核电荷增加, 对层外电子吸引能力提高, 电负性急剧增大, 导致S与Cd的电负性差值大于1.7, CdS的RS相以离子晶体存在. WZ相的C₄₄随压强增加呈下降趋势, 导致WZ相力学不稳定, 并向RS相转变.当压强大于2.18 GPa时, RS相C₁₁, C₁₂随压强增加而增大, 并且C₄₄保持稳定, 说明RS相具有良好的高压稳定性与力学性能. 关键词： 第一性原理 相变 电子结构 弹性性质     

Sc在Al-Zn-Mg-Cu超高强铝合金中作用机理的电子理论研究

通过晶胞平移获得Al-Zn-Mg-Cu合金中α-Al,Al₃Sc及η相原子集团模型,采用自编软件建立α-Al/液态Al界面、α-Al/Al₃Sc界面原子团模型.用递归法计算合金中各组织的态密度、结合能、费米能级,合金元素Sc与空位相互作用能等电子参数.依据电子参数解释合金晶粒细化、腐蚀的物理本质.研究表明： Al₃Sc从液态金属析出时释放的能量比α-Al从液态金属析出时所释放的能量少,可先于α-Al从液态金属中析出;且α-Al 关键词： 电子结构 腐蚀 超高强Al合金     

L12型铝合金的结构、弹性和电子性质的第一性原理研究

运用第一性原理方法研究了L12型铝合金相Al3Sc和Al3Zr的晶体结构、电子结构和弹性.结合能和形成能的计算表明,两种合金具有较强的合金化能力,且Al3Zr较Al3Sc具有更强的结构稳定性.电子结构分析表明,费米能级以下较多的价电子数决定了Al3Zr具有较强的结构稳定性.计算并分析比较了两种合金相的单晶弹性常数(C11,C12和C44)以及多晶弹性模量(体弹性模量B、剪切模量G、杨氏模量Y、泊松比ν和各向异性因子A).通过对比实验和其他理论计算结果,进一步分析和解释了两种合金相的力学性质.     

MC与$lt;i$gt;M$lt;/i$gt;$lt;sub$gt;$lt;i$gt;n$lt;/i$gt;+1$lt;/sub$gt;$lt;i$gt;AC$lt;/i$gt;$lt;sub$gt;$lt;i$gt;n$lt;/i$gt;$lt;/sub$gt;稳定性与电子特征的第一性原理研究

研究MC与M_n+1AC_n(M=Sc, Ti, V, Cr, Mn; A=Al, Si, P, S; n=1, 2, 3)结构的稳定性与电子特征有利于探究三元层状结构M_n+1AC_n稳定性的内在原因和设计新型M_n+1AC_n结构. 第一性原理计算研究表明, M-3d与C-2p轨道间的电子转移对MC与M_n+1AC_n 的形成焓有较大影响. 供电子能力较强的前过渡金属可以形成稳定的MC结构. 计算结果显示, MC结构是缺电子体系, 其趋向于与具有一定供电子能力的MA结构结合形成M_n+1AC_n. 与M₂PC和M₂SC 相比, M₂AlC和M₂SiC可以更为容易地被分离成二维 M₂C结构. 关键词： MAX相结构 第一性原理 电子结构 过渡金属碳化物     

BiTiO3电子结构及光学性质的第一性原理研究

采用基于第一性原理的赝势平面波方法, 对BiTiO₃的多种结构进行了计算. 计算结果表明, C1C1结构最为稳定, 对应晶格参数为a=b=5.606 Å, c=9.954 Å; α=β=105.1°, γ=61.2°. 进一步对C1C1结构的BiTiO₃的能带结构、电子性质和光学性质进行了研究, 发现BiTiO₃是间接带隙半导体, 其费米面附近的能带主要由Ti-3d和O-2p层的电子态构成. 通过介电函数、复折射率和反射率等的研究, 发现BiTiO₃的光学性质为近各向同性.     

AlAs相变及热动力学性质的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的全势能线性糕模轨函法研究了闪锌矿（B3）,NiAs（B8）和岩盐（B1）结构的AlAs的相变、结构性质以及热动力学性质.对B3-B8和B3-B1结构的能量体积曲线做公切线,得到了B3→B8相变压力为5.44 GPa,并预测到B3→B1相变压力为6.46 GPa.同时计算了高压下B8相的结构性质,结果显示当V/V₀≈0.7—1.05时,c/a基本保持恒定（仅有约 0.2%的波动）;当V/V₀≈0.4—0.7,c/a随着V/V₀的减小而近似线性地增大.通过状态方程拟合,得到了AlAs的相对体积V/V₀与压强P的函数关系,B8相的状态方程与实验结果符合很好.最后利用准谐德拜模型得到了AlAs的体弹模量B随压力P的变化关系以及不同压强下热容C_V与温度T的关系. 关键词： 相变 热力学性质 第一性原理     

压力及杂质氢对金属锂弹性特性的影响

针对六角密堆金属锂16个原子超晶胞(supercell)、填隙一个氢原子的周期单元，采用基于密度泛函理论的平面波-赝势方法，研究了零温条件下压力及填隙氢掺杂对体系弹性性质的影响.结果表明氢掺杂导致体系的体模量增加.常压下掺杂体系的弹性常数C₁₁，C₃₃，C₆₆和C₁₂高于单质体系，剪切模量C₄₄有所下降，而C₁₃则与单质体系持平.压力作用下C₁₁，C₃₃和C₆₆一直大于单质体系，但C₁₂的值低于单质体系.在2GPa—4GPa压力区间内，弹性常数C₁₃呈反常变化，小于单质体系；在高压区掺杂体系的C₄₄和C₁₃则高于单质体系的相应量值，压力导致掺杂体系和单质体系之间剪切模的偏离加剧.掺杂体系在压力作用下依然保持压缩模的各向同性，具有和单质体系相似的特性. 关键词： 第一性原理 压力效应 弹性常数 金属锂     

α-Ti2Zr高压物性的第一性原理计算研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算获得了α-Ti₂Zr的晶体结构、弹性常数、德拜温度和电子分布情况, 研究了它们与压力的关系. 计算得到的晶体结构参数与实验值一致. 运用有限应变方法计算得到了α-Ti₂Zr的体积模量B、剪切模量G、杨氏模量E和泊松比σ. B和E的零压值分别为101.2和35.6 GPa. G/B的值较小, 并且随着压力的增加而减小, 表明α-Ti₂Zr具有优异的延展性. 基于弹性常数得到平均声速, 从而获得了德拜温度Θ=321.7 K. 通过解Christoffel方程获得的压缩波和剪切波数据揭示α-Ti₂Zr具有较强的各向异性. 此外, 压力诱导电子从s轨道到d轨道的转移说明在一定压力下α-Ti₂Zr将转变为β相. 关键词： 第一性原理 α-Ti₂Zr')" href="#">α-Ti₂Zr 物性 高压     

Au-Sn金属间化合物的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法,计算研究了Au-Sn二元系金属间化合物的生成焓、结合能、电子结构、弹性性质和结构稳定性. 计算结果表明：Au₅Sn合金的生成焓最小,说明Au₅Sn较容易生成,但Au₅Sn在热力学和力学上是不稳定的;AuSn₂和AuSn₄的键合作用较强,弹性模量、剪切模量均大于AuSn和Au₅Sn;从电子结构的角度,AuSn₂和AuSn₄ 的成键主要来自于Au原子d 轨道与Sn原子p轨道的杂化;而AuSn以Sn–Sn键的相互作用为主,Au₅Sn相中Au 的占比较大,导致Au–Au共价键发挥作用,抑制了Sn导带p电子的成键. 关键词： 电子结构 弹性性质 第一性原理 Au-Sn金属间化合物     

立方结构Fe基磁性材料弹性系数第一性原理计算

通过赝势平面波法(CASTEP)及全电势线性缀加平面波法(FLAPW)，以bcc-Fe为对象，研究第一性原理计算立方结构Fe基磁性材料弹性系数的方法，分析影响计算立方结构Fe基磁性材料弹性系数准确度的各项因素. 结果表明，在第一性原理弹性系数计算中，晶格常数是决定弹性系数计算准确度的关键因素；势函数的选择也会影响计算准确度. 使用全电势基矢的FLAPW法可以得到更为精准的弹性系数计算结果. 计算得到bcc-Fe的弹性系数C₁₁，C₁₂，C₄₄分别为246 GPa，121 GPa，113 GPa，与实验值基本一致. 利用本方法，计算了新型Fe-Ga磁致伸缩材料的弹性系数C₁₁，C₁₂，C₄₄分别为207 GPa，166 GPa及108 GPa. 关键词： 弹性系数 磁致伸缩材料 赝势平面波法 全电势线性缀加平面波法     

高压下有序晶态合金Fe3Pt的低能声子不稳定性及磁性反常

有序晶态Fe₃Pt因瓦合金处于一种特殊的磁临界状态, 这种磁临界状态下体系的晶格动力学稳定性对压力极为敏感. 基于密度泛函理论的第一性原理的投影缀加平面波方法研究了不同晶态合金的Fe₃Pt的焓和磁性随压力的变化规律, 结果表明, 在压力小于18.54 GPa下, P4/mbm结构是热力学稳定的相. Pm3m结构、I4/mmm结构、DO₂₂结构的Fe₃Pt在铁磁性坍塌临界压力附近体系的总磁矩急剧下降并具有振荡现象, 且I4/mmm结构和DO₂₂结构的Fe₃Pt 在临界压力附近出现了Fe1原子磁矩反转现象. 在43 GPa下, DO₂₂结构的Fe₃Pt出现了亚铁磁微观磁特性突然增强且伴随着体积突然增大的现象. 在高压下, 对Pm3m结构Fe₃Pt的晶格动力学计算表明, 压力小于26.95 GPa的铁磁态下体系的自发磁化诱导了体系横向声学支声子软化, 表明体系中存在很强的自发体积磁致伸缩. 特别是在铁磁性坍塌临界压力41.9 GPa至磁性完全消失的57.25 GPa压力区间, 晶格动力学稳定性对压力更加敏感. 压力大于57.25 GPa时, 压力诱导了体系声子谱的稳定.     

交叉色关联噪声驱动的单模激光系统统计性质研究

采用交叉色关联的加性色噪声和乘性色噪声驱动的单模激光立方模型,通过诺维科夫理论和福克斯近似以及斯特拉托诺维奇近似,得到反映激光统计性质的强度关联函数C的表达式;研究关联时间τ、净增益系数a₀和交叉关联强度λ对强度关联函数C的影响.数值模拟发现,在阈值以上（a₀>0）时,关联函数C随关联时间τ的增大而增大;在阈值以下（a₀<0）时,关联函数C随关联时间τ的增大而减小.无论在阈值以上还是阈值以下,关联函数C均随交叉关联强度λ的增大而减小.在C-a₀曲线上存在单峰. 关键词： 单模激光 交叉关联 强度涨落 强度关联函数     

一维应变加载下单晶铁结构转变的微观研究

采用嵌入原子势和分子动力学方法,模拟了单晶铁在一维应变条件下由体心立方（bcc）转变为六角密排（hcp）结构的微观过程. 当应变加载至相变临界值时,hcp相开始均匀形核并沿{011}晶面长大为薄片状体系.弹性常数C₃₁和C₃₂在相变前被逐渐硬化,C₃₃则在相变前出现软化行为;当体系完全相变后,上述各弹性常数显示开始随体积压缩而迅速硬化,温度效应对晶格具有软化作用,可削弱C₃₃的硬化和软化过程;样品在压缩过程可出现孪晶结构,孪晶结构使晶格发生剪切变形.混合相中,hcp相势能比bcc相高,最大剪应力方向与bcc相反向;系统的偏应力与hcp相质量分数近似呈线性关系. 关键词： 结构转变 分子动力学 一维应变     

氧化钒晶体的半导体至金属相变的理论研究

本文利用第一性原理方法研究了金红石相和单斜相VO₂晶体的电子结构和热力学性质.在计算中采用局域密度近似结合Hubbard U模型(LDA+U)描述电子的局域强关联效应,同时也利用微扰密度泛函方法计算了两种相结构的声子谱.计算结果表明V原子3d电子轨道中x²-y²轨道能级分裂决定了VO₂晶体在不同相结构下的金属和绝缘体特性.零温状态方程计算揭示了在68 GPa时可以发生从单斜结构 关键词： 2')" href="#">VO₂ 相变 第一性原理     

{Cu3}单分子磁体在磁场中的热纠缠

本文研究单分子磁体Na₉[Cu₃Na₃(H₂O)₉ (α-AsW₉O₃₃)₂]·26H₂O中三角自旋 环在磁场作用下的热纠缠性质, 利用数值计算求出任意两个Cu²⁺离子量子比特之间的配对纠缠度, 分别记为C₁₂, C₂₃和C₁₃. 研究结果表明, 磁场的方向和大小以及温度对配对纠缠度具有重要影响, 而且参数的变化对C₁₂, C₂₃和C₁₃的影响也是各不相同. 给出外加三个不同方向的磁场时, 配对纠缠度C₁₂, C₂₃和C₁₃各自对应的临界温度T_c随磁场强度的变化图, 由此可以得到单分子磁体三角自旋环中存在纠缠态的参数范围. 通过选择适当的磁场方向和大小以及温度等实验参数, 可以有效地调节和提高单分子磁体中的配对纠缠度. 关键词： 配对纠缠 单分子磁体 三角自旋环     

在丙酮溶液中18-冠-6与CoCl2配位化合物的NMR研究

本文研究了丙酮溶液中配合物的平衡和结构。建立了一套计算机程序。通过化学位移数值的分析说明在溶液中主要存在两种平衡,并确定了平衡常数k₁₁=2.95×10²l/mol,k₁6.1l/mol以及冠醚络合物的极限化学位移D₁₁^(H)=350Hz,D₁₁^(C)=-290Hz,D₂^(H)=1300Hz,D^(C)=-1600Hz。确认位移机制是电子磁矩和共振核的核磁矩通过空间直接偶极-偶极相互作用。     

最短轨道凝聚模型的相变

应用重整化群计算最短轨道模型的生长几率分布{P_α,i}及其构型权重C_α(2×2原胞和3×3原胞),从而得出多分形热力学的配分函数Z(q,L),自由能F(q,L),能量E(q,L),比热c(q,L)和广义维数D_q,结果表明该模型在q=q_c≈0处发生相变,即当q < q_c时,生长几率分布{P_α,i}不具有多分形性质。     

B2C(1A1)和BC2(2A′)的结构与解析势能函数

采用单双取代的二次组态相互作用方法，分别选用6-311++G(d,p)和6-311G(df,pd)基组，对B₂C和BC₂分子的结构进行了优化，得到这两个分子的基态结构为C_2v和C_s，基态电子状态为¹A₁和²A′，同时还得到了它们的平衡几何结构、离解能、谐振频率和力常数. 关键词： 碳化硼 Murrell-Sorbie函数 谐振频率 势能函数     

Al3V化合物的内聚性质

用局域密度总能方法研究了两种不同(DO₂₂和L1₂)相结构Al₃V化合物的内聚性质。计算所得DO₂₂结构Al₃V化合物的点阵常数(a=3.72?,c=8.20?)与实验结果一致,体弹性模量(1.3Mbar)与Al₃Ti化合物的实验杨氏模最可相比较。计算所得生成热(29±1kcal/mol)与实验值(26.0kcal/mol)相符。 关键词：