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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 125 毫秒
1.
为了研究Si掺杂对锐钛矿TiO2的电子蛄构和光催化性能的影响,利用基于第一性原理的密度泛函理论计算了纯TiO2及Si掺杂TiO2的杂质形成能、能带结构及态密度.研究蛄果表明,Si的掺杂位置与制备条件有关,富钛和富氧条件下,Si最容易代替TiO2中Ti的位置.几何优化后Si掺杂TiO2超晶胞的晶格参数和晶胞体积都发生一定...  相似文献   

2.
潘志军  张澜庭  吴建生 《物理学报》2005,54(11):5308-5313
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Fe位置的Fe原子,Al置换Si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. 关键词: 第一性原理 电子结构 热电性能 2')" href="#">FeSi2  相似文献   

3.
张云  邵晓红  王治强 《物理学报》2010,59(8):5652-5660
采用基于第一性原理的密度泛函理论平面波超软赝势法,研究了SiC材料p型掺杂的晶体结构和电子结构性质,得到了优化后体系的结构参数,掺杂形成能,能带结构和电子态密度,计算得到掺杂B,Al,Ga在不同浓度下的禁带宽度.结果表明:随着掺杂B原子浓度的增大,禁带宽度随之减小;而随着掺杂Al,Ga原子浓度的增大,禁带宽度随之增大;在相同浓度下,掺杂Ga的禁带宽度大于掺杂Al,掺Al禁带宽度大于掺B. 关键词: SiC 电子结构 掺杂 第一性原理软件  相似文献   

4.
Al高掺杂浓度对ZnO导电性能影响的第一性原理研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
侯清玉  赵春旺  李继军  王钢 《物理学报》2011,60(4):47104-047104
采用密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,在同等环境条件下,建立了未掺杂和三种不同浓度的Al原子取代Zn原子的Zn1-xAlxO模型,然后分别对模型进行了几何结构优化、总态密度分布和能带分布的计算.结果表明:ZnO高掺杂Al的条件下,随掺杂Al原子浓度增大,进入导带的电子增多,电子迁移率减小,电导率减小,导电性能减弱;但是随高掺杂Al的浓度减小,反而使电子迁移率增大,电导率增大,导电性能增强.计算得到的结果与实验中Al原子 关键词: Al高掺ZnO 电导率 浓度 第一性原理  相似文献   

5.
侯清玉  董红英  马文  赵春旺 《物理学报》2013,62(15):157102-157102
基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法, 构建了未掺杂与相同掺杂浓度的Zn1-xTMxO (TM=Al, Ga, In) 超胞模型,分别对模型进行了几何结构优化、态密度分布和能带分布的计算. 结果表明, 分别高掺杂 (Al, Ga, In) 相同原子分数3.125 at%的条件下, In掺杂对ZnO导电性能最好的结果, 计算结果和实验结果相一致. 关键词: (Al,Ga,In) 高掺ZnO 导电性能 第一性原理  相似文献   

6.
OsSi2电子结构和光学性质的研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
李旭珍  谢泉  陈茜  赵凤娟  崔冬萌 《物理学报》2010,59(3):2016-2021
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  相似文献   

7.
徐新发  邵晓红 《物理学报》2009,58(3):1908-1916
采用基于第一性原理的密度泛函理论平面波超软赝势法, 研究了Y掺杂SrTiO3体系的空间结构和电子结构性质, 得到了优化后体系的结构参数, 掺杂形成能, 能带结构和电子态密度. 对比掺杂浓度为0125, 025, 033时,Sr1-xYxTiO3和SrTi1-xYxO3的掺杂形成能,发现Y替代Sr能形成更稳定的结构. 对Sr1-xYxTiO3x=0, 0125, 025, 033) 的结构进行了优化,结果表明Y替代Sr后, 随着掺杂浓度增大, 体系的晶格常数逐渐减小, 稳定性逐渐增强. 对不同掺杂浓度的Sr1-xYxTiO3能带结构的计算结果表明:纯净的SrTiO3是绝缘体, 价带顶在R点, 导带底在Γ点, 费米能级处于价带顶; 掺杂Y后, 费米能级进入到导带底中, 体系呈金属性;掺杂浓度越大,费米能级进入导带的位置越深,禁带宽度也近似变宽. 关键词: 3')" href="#">SrTiO3 电子结构 掺杂 VASP  相似文献   

8.
李荣  罗小玲  梁国明  付文升 《物理学报》2011,60(11):117105-117105
采用密度泛函理论(DFT)的第一性原理的平面波超软赝势方法,研究了Fe掺杂对VH2的电子结构和解氢性能的影响.通过计算Fe掺杂VH2前后体系的合金形成热、V-H之间的重叠布居数、电子态密度、电子密度,发现Fe掺杂VH2后,随着Fe含量增加,合金体系的晶胞参数和晶胞体积逐渐减少;体系的负合金形成热逐渐减少,且掺杂后体系的负合金形成热都比VH2的负合金形成热小,体系的稳定性降低;电子态密度计算也显示Fe掺杂后费米能级处的电子浓度增加,体系稳定性降低;重叠布居数和电子密度计算表明掺杂后V-H之间的重叠布居数由0.1减小为0.08或0.09,V-H之间的电子密度减少,说明V和H原子之间的相互作用减弱,提高了VH2的解氢性能.计算结果解释了实验现象. 关键词: Fe掺杂 电子结构 解氢性能 第一性原理计算  相似文献   

9.
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.  相似文献   

10.
本文基于第一性原理平面波赝势(PWP)和广义梯度近似(GGA)方法,对闪锌矿型AlSb的超晶胞、掺入杂质Mn和Fe超晶胞进行结构优化处理。计算了三种体系下AlSb超晶胞的电子结构、Mullkien电荷数和光学性质,详细研究了其能带结构、电子态密度、电荷布局分布和光学性质。结果表明:在Mn,Fe掺杂AlSb体系中,由于空穴密度的增加,禁带宽度减小,材料表现出半金属行为,且在可见光区电子跃迁明显增强。  相似文献   

11.
Elastic properties, thermal expansion coefficients and electronic structures of Ti0.75X0.25C carbides (X=W, Mo, Ta, Nb, V, Hf, Zr, Cr and Al) were systematically investigated using ab initio density functional theory (DFT) calculations. The calculated elastic moduli, electronic structures and thermal expansion coefficients α(T) of pure TiC are in good agreement with experimental data and other DFT calculations. Based on a phenomenological formula, the trends of elastic properties and ductile/brittle behavior of Ti0.75X0.25C were analyzed. It was found that alloying elements W, Mo, Ta, Nb, V and Hf can increase elastic moduli, while Zr, Cr and Al reduce moduli. The nearly free electron model and Debye approximation were applied in the evaluation of α(T). The anharmonic effect was taken into account by including volume-dependent elastic moduli and Debye temperature. Results show that alloying additions of 3d V, 4d Zr and Mo slightly reduce α(T), while 3d Cr increases α(T), Al, 4d Nb, 5d Hf and W almost keep α(T) unchanged in Ti0.75X0.25C at high temperatures. The electronic structures of Ti0.75X0.25C were calculated and analyzed, and the electronic density of states was used to interpret variations of elastic properties and ductile/brittle behavior induced by alloying additions.  相似文献   

12.
杨艳敏  李佳  马洪然  杨广  毛秀娟  李聪聪 《物理学报》2019,68(4):46101-046101
运用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对Co_2FeAl_(1–x)Si_x(x=0.25, 0.5, 0.75)系列Heusler合金的电子结构、四方畸变、弹性常数,声子谱以及热电特性进行了计算研究.结果显示, Co_2FeAl_(1–x)Si_x系列合金的电子结构均为半金属特性,向下自旋态(半导体性)均呈现良好的热电特性,并且随着硅原子浓度的增加功率因子随之增加.计算的声子谱不存在虚频,均满足动力学稳定性条件,弹性常数均满足玻恩稳定性条件,机械稳定性均良好.随着晶格常数c/a的比值变化,体系的能量最低点均出现在c/a=1处,即结构稳定性不随畸变度c/a的变化而变化,说明不存在马氏体相变.此系列合金薄膜的电子结构呈现较高的自旋极化率,在替代浓度x=0.75时自旋极化率达到100%,且当x=0.75时薄膜在畸变度c/a=1.2时存在马氏体相变.随着晶格畸变度的改变,总磁矩也发生变化,且主要由Fe和Co两种过渡金属原子的磁矩变化所决定.  相似文献   

13.
The electronic structure and thermoelectric(TE) properties of PbS_xTe_(1-x)(x = 0.25, 0.5, and 0.75) solid solution have been studied by combining the first-principles calculations and semi-classical Boltzmann theory. The special quasirandom structure(SQS) method is used to model the solid solutions of PbS_xTe_(1-x), which can produce reasonable electronic structures with respect to experimental results. The maximum zT value can reach 1.67 for p-type PbS0.75Te0.25 and 1.30 for PbS0.5Te0.5 at 800 K, respectively. The performance of p-type PbS_xTe_(1-x) is superior to the n-type ones, mainly attributed to the higher effective mass of the carriers. The z T values for PbS_xTe_(1-x) solid solutions are higher than that of pure Pb Te and Pb S, in which the combination of low thermal conductivity and high power factor play important roles.  相似文献   

14.
本文利用基于密度泛函理论的第一性原理研究了不同浓度的Mo掺杂BiVO4的V位的电子结构、光学性质和光催化性能.缺陷形成能的计算结果说明BiMoxV1-xO4(x=0.0625, 0.125, 0.25)三种掺杂体系都是可以稳定存在的.电子结构计算结果表明:BiMoxV1-xO4(x=0, 0.0625, 0.125, 0.25)四种体系的带隙分别为2.123 eV,2.142 eV,2.160 eV和2.213 eV.掺杂BiVO4体系的带隙值均大于本征BiVO4,且带隙随着Mo浓度的增加而增大. BiMoxV1-xO4(x=0.0625, 0.125, 0.25)三种掺杂体系的能带结构全部向低能量区域移动,导致掺杂体系导带底越过费米能级,Mo掺杂BiVO4后具...  相似文献   

15.
采用密度泛函理论模拟分析的方法在赝势法平面波电子波函数的基础上研究了掺杂Ca_2Co_2O_5基体系复合氧化物的微细电子状态,并分析了其晶体结构、能带结构、亚层间及亚层内相互作用及跃迁过程的变化.结果表明,CaCoO层Al掺杂之后晶格a轴和b轴略有收缩,而c轴保持不变,且引起相对能量升高,稳定性较纯Ca_2Co_2O_5有所降低.两种Ca_2Co_2O_5基复合氧化物材料均为金属型能带.掺杂引起d电子对Ca_2Co_2O_5材料电性能的影响弱化,而p电子的影响得到强化.经过Al掺杂之后CoO层在电性能中发挥的作用增大,CaCoO层发挥的作用减小,CoO层中的Co和O对电性能的影响大幅度增强.  相似文献   

16.
First-principles calculations for intrinsic and Zn-doped In0.25Ga0.75As are performed based on density functional theory to study the influence of Zn doping on electronic and optical properties. The band structure, density of state, Mulliken population, dielectric function, complex refractive index, absorption coefficient and reflectivity of In0.25Ga0.75As are calculated. Results show that the Fermi levels of two Zn-doped models enter into the valence bands and Zn atom is more easily to replace In atom than Ga atom. The lattice constant of In0.2344Ga0.75Zn0.0156As reduced after optimization, while that of In0.25Ga0.7344Zn0.0156As increased to the contrary. The Mulliken bond population shows that the doping Zn atoms can enlarge the strength of In–As and Ga–As polar covalent bonds. Furthermore, the calculated absorption coefficient and reflectivity are used to characterize the performance of photoemission, indicates that the photoresponses of Zn-doped models are better than that of the intrinsic.  相似文献   

17.
本文用基于密度泛函理论的超软赝势平面波方法,分别计算了四种V掺杂模型Mg2-xVxSi(x=0,0.25,0.5,0.75)的电子结构和光学性质,并对其能带图、态密度图和光学性质进行了分析.结果表明,V掺杂之后会使Mg2Si由其原本的半导体性变为半金属性,在费米能级处出现了杂质能级,态密度图也显示V元素的3d轨道的贡献在费米能级附近占据主导地位,Mg2Si的光学性质随着V元素的掺入也发生了改变.该文为Mg2Si材料在电子器件和光学器件方面的应用提供了理论依据.  相似文献   

18.
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,应用VASP (Vienna Ab-initio Simulation Package) 计算软件,研究了Mg-Al-Ca合金中三元Laves相,即Ca(Mg1-x,Alx)2和Al2(Ca1-x,Mgx) (x=0, 0.25, 0.50, 0.75, 1)在不同形态结构(C14, C15和C36)下的相稳定性及电子结构。计算所得的晶格常数和实验值吻合很好,形成能和相关能的计算用来研究三元Laves相的合金化能力和稳定性,结果表明:C14-Ca(Mg0.25,Al0.75)2具有很好的合金化能力,而C15- CaAl2具有很好的结构稳定性。态密度和电荷密度的计算用来研究Mg-Al-Ca合金中三元Laves相稳定性的内在微观机制。  相似文献   

19.
The electronic structures of Co-based Heusler compounds CoTiAl1−xSix (x=0, 0.25, 0.5, 0.75 and 1) are calculated by first-principles using the full potential linearized augmented plane wave (FP-LAPW) method within GGA and LSDA+U scheme. Particular emphasis was put on the role of the main group elements. In recent years, the GGA calculations of Co2TiAl (x=0) and Co2TiSi (x=1) indicated that they are half-metallic, but the electronic structure of this compound with x=0.25, 0.5 and 0.75 has not been reported yet, neither theoretically nor experimentally. The calculated results reveal that these are half-metallic and exhibit an energy gap in the minority spin state and also show 100% spin polarization. The substitution of Al by Si leads to an increase in the number of valence electrons, with increasing x. Our calculated results clearly show that with the Si doping, the lattice parameter linearly decreases; bulk modulus increases, and the total magnetic moment increases. The calculated energy gap in the minority spin state, using GGA scheme, was smaller than that obtained by using LSDA+U scheme. The outcomes of this research also show that the Co-3d DOS and therefore, the magnetic properties of compounds are dependent on electron concentration of the main group elements and it will affect the degree of p-d orbital occupation.  相似文献   

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