金属间化合物YFe11Ti中替代元素的致稳机理与系统磁性的理论研究

基于密度泛函理论(DFT),采用线性缀加平面波展式结合改进的局域轨道方法(APW+lo)，对具有ThMn₁₂结构的永磁材料YFe₁₁Ti的结构和磁性进行了计算和分析.计算了YFe₁₂，Y₂Fe₁₇，YFe₁₁Ti的生成能，探讨了替代元素Ti的加入使YFe₁₂系统能够保持稳定的ThMn₁₂结构的原因以及Ti在系统中的最佳可能占位.给出了系统的晶体磁矩和各晶位原子的磁矩以及系统的电子态密度，分析了系统磁性的来源和各晶位原子磁矩的大小与其配位数和平均近邻原子距离的关系. 关键词： 12')" href="#">ThMn₁₂ 密度泛函 生成能 磁矩     

MPb10（M=Ti，V，Cr，Cu，Pd）几何结构和磁性的密度泛函计算研究

采用密度泛函理论（density functional theory,DFT）中的广义梯度近似（generalized gradient approximation,GGA）对MPb₁₀（M=Ti,V,Cr,Cu,Pd）四种同分异构体的几何结构和磁性进行了计算研究.发现在四种同分异构体中,D_4d结构的MPb₁₀（M=Ti,V,Cr,Cu,Pd）具有最大的结合 关键词： 几何结构 磁性 密度泛函     

金属元素替代对Li4BN3H10储氢材料释氢影响机理的第一性原理研究

应用基于密度泛函理论的赝势平面波第一性原理方法研究了金属元素替代对Li₄BN₃H₁₀ 释氢的影响机理.计算给出了结合能、电子态密度、密集数, 分析了结构的稳定性和原子间的成键情况.结果表明: 晶体的结合能与(LiM)₄BN₃H₁₀(M=Ni,Ti,Al,Mg)释氢性能没有直接的关联.带隙的宽窄和带隙中是否存在杂质能级是决定(LiM)< 关键词： LiBNH系储氢材料 第一性原理 元素替代 释氢机理     

碳硼富勒烯衍生物C18B2M(M=Li,Ti, Fe)的储氢性能计算研究

本文使用密度泛函理论(density functional theory, DFT)中的广义梯度近似(generalized gradient approximation, GGA)研究了经碱金属原子Li、过渡金属原子Ti和Fe原子修饰的富勒烯C₁₈B₂M(M=Li, Ti, Fe)的储氢性能. 研究发现, C₁₈B₂由于B的替代掺杂, 比C₂₀对金属原子具有更高的结合能. 由平均吸附能分析可知: C₁₈B₂Li对H₂的吸附能力较弱, C₁₈B₂Fe对H₂的吸附能力过强, 而C₁₈B₂Ti对H₂的平均吸附能介于0.45-0.59 eV 之间, 介于物理吸附和化学吸附之间 (0.2-0.6 eV), 因此可以实现常温下的可逆储氢. C₁₈B₂M(M=Li, Ti, Fe)能够吸附的H₂数目最多分别为4, 6和4. 由储氢机理分析可知: C₁₈B₂Li主要通过碱金属离子激发的静电场来吸附H₂, 而C₁₈B₂Ti和C₁₈B₂Fe主要通过金属原子与H₂之间的Kubas作用来吸附H₂. 由于C₁₈B₂Ti既有较大的储氢数目, 又可以实现可逆储氢, 因此有望开发成新型纳米储氢材料.     

MC20F20（M=Li，Na，Be和Mg）几何结构和电子性质的密度泛函计算研究

采用密度泛函理论（density functional theory, DFT）中的广义梯度近似（generalized gradient approximation, GGA）对MC₂₀F₂₀（M=Li,Na,Be和Mg）的几何结构和电子性质进行了计算研究.几何结构研发现：随着内掺原子序数的增加,金属原子M对C₂₀F₂₀中的C—C键的影响越来越大,而对C—F键的影响甚微.掺杂能计算表明：MC₂₀F₂₀的掺杂能均为负值,需要在一定的实验条件下才能被合成.内掺碱金属和碱土金属分别产生了两类截然不同的能隙和磁性.其中,内掺碱金属的能隙非常小,且带有1μ_B的净磁矩,表现出磁性;而内掺碱土金属的能隙比C₆₀的能隙还大,净自旋为0,表现出非磁性. 关键词： 富勒烯 几何结构 电子结构 密度泛函     

VOn±(n=0,1,2)的势能函数与光谱常数研究

用密度泛函B3LYP/6-311++G(d,p)方法和相对论有效实势(Lanl2dz基组)对VO^n±(n=0,1,2)分子离子的势能函数及光谱常数进行了分析. 结果表明它们都能稳定存在, 其基态电子状态分别是:⁴Σ(VO^2-), ³Σ(VO^-), ⁴Σ(VO), ³Σ(VO⁺)和²Σ(VO²⁺). 其中VO^2-和VO²⁺的势能函数曲线呈“火山口”型, 属于亚稳态分子离子. 用七参数Murell-Sorbie势拟合VO^2-和VO²⁺分子亚稳态双原子分子离子势能函数, 发现其拟合曲线与势能函数曲线符合得很好. 同时,讨论了电荷对势能函数和能级的影响. 关键词： 分子离子 密度泛函理论 势能函数 能级     

SimCn （m+n≤7）团簇的密度泛函研究

使用密度泛函理论（DFT）的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对Si_mC_n（m+n≤7）团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构. 并对最稳定结构的平均结合能（E_b）,二阶能量差分（Δ₂E）和能隙（E_g）等进行了理论研究. 结果表明,随着原子个数的增加,SiC二元团 关键词： mC_n （m+n≤7）团簇')" href="#">Si_mC_n （m+n≤7）团簇 密度泛函理论 结构与性质     

基于β-FeSi2的(Fe, M)Si2三元合金相形成规律

二元β-FeSi₂相是一种重要的窄带半导体型金属硅化物,研究了基于该二元相的三元合金的形成规律,以丰富其材料范围.首先,利用团簇线判据作为理论依据,选取一个团簇和一个连接原子构成的模型,添加不同的第三组元作为连接原子,设计了Fe₃Si₈M(M=B, Cr, Ni, Cu, Co, Al）系列合金成分,即用添加组元替代二元相中的Fe连接原子.然后,用真空吸铸和真空甩带方法制备合金棒以及薄带,以获得无成分偏析的均匀合 关键词： 2')" href="#">β-FeSi₂ 三元合金 团簇线     

(Ca3N2)n(n=1—4)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G^*基组水平上对(Ca₃N₂)_n(n=1—4)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的振动特性、成键特性、电荷特性和稳定性等进行了理论分析.结果表明,(Ca₃N₂)_n(n=1—4)团簇最稳定构型中N原子为3—5配位,Ca—N键长为0.231—0.251nm,Ca—Ca键长为0.295—0.358nm;N原子的自然电荷在-1.553e—-2.241e之间,Ca原子的自然电荷在1.035e—1.445e之间,Ca和N原子间相互作用呈现较强的离子性,Ca₃N₂和(Ca₃N₂)₃团簇有相对较高的动力学稳定性. 关键词： 3N₂)_n(n=1—4)团簇')" href="#">(Ca₃N₂)_n(n=1—4)团簇 密度泛函理论 结构与性质     

Mg，Cu 掺杂CdS电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理的平面波超软赝势方法,对闪锌矿结构CdS晶体及CdS:M（M=Mg, Cu）的几何结构、能带结构、电子态密度、集聚数和电荷密度分布进行了研究.对掺杂后体系的几何结构进行了优化计算,发现Mg和Cu原子掺入CdS后晶格常量均减少,晶格发生畸变.在此基础上研究了掺杂对体系电子结构的影响.结果表明,Mg,Cu掺入CdS都能提供较多空穴态,形成p型电导,并且Cu较Mg是更好的p型掺杂剂. 关键词： 密度泛函理论 电子结构 p型掺杂     

内掺过渡金属非典型富勒烯M@C22(M=Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni) 几何结构、电子结构、稳定性和磁性的密度泛函研究

采用密度泛函理论中广义梯度近似对非典型富勒烯C₂₂和过渡金属内掺衍生物M@C₂₂(M=Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co和Ni)的几何结构和电子结构进行计算研究.发现非典型富勒烯C₂₂的基态结构是含有一个四碳环的单重态笼状结构.过渡金属原子的掺入明显提高了体系的稳定性. C-M键既有一定共价性又有一定离子性.磁性、能级图、轨道分布和态密度图分析表明: M原子的3d轨道和碳笼的C原子的原子轨道之间存在较强的轨道杂化. Ti, Cr, Fe和Ni内掺的结构出现磁性完全猝灭现象. Sc和碳笼间是弱反铁磁作用, V,Mn和Co与碳笼间是弱铁磁作用.     

WnNim(n+m=8)团簇结构与电子性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在Lanl2dz基组水平上对W_nNi_m(n+m=8)团簇的各种可能构型进行了几何参数全优化,得到了它们的基态构型;并对基态构型的平均结合能、Wiberg键级(WBI)、磁学性质、NBO进行了分析,结果表明:团簇随着W原子数的增多,稳定性增强,n≥5时,结构中都含有纯钨团簇的结构基元;W-W键级高于W-Ni键和Ni-Ni键;W₅Ni₃,W₆Ni₂团簇发生了"磁矩猝灭"的现象;在W,Ni原子内部,轨道电荷发生了转移,产生了"轨道杂化"现象,W,Ni原子之间也发生了电荷转移形成了较强的化学键. 关键词： nNi_m(n+m=8)团簇')" href="#">W_nNi_m(n+m=8)团簇 几何结构 电子性质 密度泛函理论     

异质富勒烯C19M(M=Cr,Mo,W)的结构和电子性质的计算研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法, 在LANL2DZ基组水平上, 优化了C₁₉M(M=Cr,Mo,W)团簇的几何结构, 得出了它们的基态构型, 并研究了基态结构的物理化学性能.结果表明: 不同的M原子替换后, C₁₉M的动力学稳定性相差不大, 而热力学稳定性随着M原子序数的增加而逐渐升高; 通过对C₁₉M的前线轨道分析发现, M原子对各个轨道均有一定的贡献, M原子对各个轨道的贡献大致随着M原子序数的增加而增加, C₁₉M中金属原子M(M=Cr,Mo,W)上集中了大量的正电荷; C₁₉M的芳香性随着M原子序数的增加而减弱.     

Ab initio investigations of the charge transport properties of endohedral M@C20（M=Na and K）metallofullerenes

Using density functional theory and quantum transport calculations based on nonequilibum Green’s function formalism,we investigate the charge transport properties of endohedral M@C 20 (M=Na and K) metallofullerenes.Our results show that the conductance of C 20 fullerene can be obviously improved by insertion of alkali atom at its centre.Both linear and nonlinear sections are found on the I-V curves of the Au-M@C 20-Au two-probe systems.The novel negative differential resistance behaviour is also observed in Na@C 20 molecule but not in K@C 20.     

Density functional calculations on the geometric structure and properties of the 3d transition metal atom doped endohedral fullerene M@C20F20（M=Sc-Ni）

This paper uses the generalised gradient approximation based on density functional theory to analyse the geometric structure and properties of the 3d transition metal atom doped endohedral fullerene M@C20F20(M=Sc-Ni).The geometric optimization shows that the cage centre is the most stable position for M,forming the structure named as M@C 20 F 20-4.The inclusion energy,zero-point energy,and energy gap calculations tell us that Ni@C 20 F 20-4 should be thermodynamically and kinetically stablest.M@C 20 F 20-4(M = Sc-Co) possesses high magnetic moments varied from 1 to 6 μ B,while Ni@C 20 F 20-4 is nonmagnetic.The Ni-C bond in Ni@C 20 F 20-4 contains both the covalent and ionic characters.     

(HMgN3)n(n=1–5)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论在B3LYP/6-311G^*水平上对叠氮化合物(HMgN₃)_n(n=1–5)团簇各种可能构型进行了几何优化,预测了各团簇的最稳定结构. 并对最稳定结构的成键特性、电荷分布、振动特性及稳定性进行理论研究. 结果表明:HMgN₃团簇最稳定结构为直线型;(HMgN₃)_n(n=2,5)团簇最稳定结构为叠氮基中N原子和金属原子相连构成Mg–N–Mg结构;(HMgN₃)_n(n=3,4)团簇最稳定结构为叠氮基与Mg原子相互链接形成的环状结构. 团簇最稳定结构中金属Mg原子均显示正电性,H原子均显示负电性,叠氮基中间的N原子显示正电性、两端的N原子显示负电性,且与Mg原子直接作用的N原子负电性更强. Mg–N键和Mg–H键为典型的离子键,叠氮基内N原子之间是共价键. 团簇最稳定结构的红外光谱分为三部分,其最强振动峰均位于2258–2347 cm^-1,振动模式为叠氮基中N–N键的反对称伸缩振动. 叠氮基在团簇和晶体中结构不变,始终以直线型存在. 稳定性分析显示,(HMgN₃)₃团簇相对于其他团簇更为稳定. 关键词： 3)_n(n=1–5)团簇')" href="#">(HMgN₃)_n(n=1–5)团簇 叠氮基 密度泛函理论 结构与性质     

内掺过渡金属富勒烯衍生物Ni@C20H20几何结构、成键和电磁性质的密度泛函计算研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似对Ni@C₂₀H₂₀的几何结构、成键和电磁性质进行密度泛函计算研究.结构优化发现位于偏离笼子中心三种位置处的Ni原子优化之后均回到笼子中心.结合能和能隙分析表明C₂₀H₂₀的中心位置是Ni原子热力学和动力学最稳定的位置.成键分析表明：Ni原子位于C₂₀H₂₀中心时,和C原子之间几乎没有相互作用,保持自己的孤立状态.电磁分析表明：原子磁矩为2关键词： 20H₂₀')" href="#">C₂₀H₂₀ 20H₂₀')" href="#">Ni@C₂₀H₂₀ 几何结构 成键 电磁性质 密度泛函理论     

Electronic structure and magnetism of R(Fe,Si)12 (R = Y, Nd)

The newly developed full-potential linearized augmented plane wave (LAPW) and local orbitals (lo) based on standard APW methods are briefly introduced, and the structure and magnetic properties of R(Fe, Si)₁₂ compounds (R = Y, Nd) are calculated using the method. The distribution of Si at different sites is analyzed based on total energy of one crystal unit with structure having been optimized. The characters of magnetic moments, total density of states (TDOS) and partial density of states (PDOS) for different crystal sites Si occupies are obtained and analyzed. The results show that the total magnetic moments of RFe₁₀Si₂ (R = Y, Nd) are larger than those of RFe₁₀ M ₂ (M = Ti, V, Cr, Mn, Mo and W) and the hybridization mechanism is seen as follows. Si(8j) reduce the magnetic moments of Fe at three sites, however, Si(8f) mainly reduce the magnetic moments of Fe(8i) and Fe(8j) atoms. The Curie temperature is markedly enhanced by the introduction of Si atoms according to spin fluctuation of DOS at Fermi level.     

Quasi-two-dimensional magnetism in (CnH2n+1NH3)2CuCl4 studied by electron paramagnetic resonance

The quasi-two-dimensional magnetism in the layered transition metal compound (C_nH_2n+1NH₃)₂CuCl₄ (n=10, 14) was investigated by means of electron paramagnetic resonance (EPR) and superconducting quantum interference device measurements. As a result, the high temperature magnetic phase transitions were reflected in the EPR parameters in a sensitive manner.     

BenLa (n=1—18) 团簇的结构、电子性质和磁性

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,在多种初始构型下充分考虑自旋多重度,研究了Be_nLa团簇的平衡几何结构、电子性质和磁性.结果表明：Be_nLa团簇的基态附近有许多能量非常接近的同分异构体,说明该团簇结构较复杂,对其基态的寻找极具挑战性.Be_nLa团簇具有磁性且稳定性远高于Be_n+1团簇,由此可知通过选择合适的掺杂元素可能得到高稳定性的磁性团簇.Be_{1 关键词： n}La团簇')" href="#">Be_nLa团簇 平衡几何结构 电子性质和磁性