用线性丸盒轨道原子球近似超元胞法计算(Ba1-xKx)BiO3立方超导相(x=0.25,0.5,0.75)的电子结构

用线性丸盒轨道原子球近似(LMTO-ASA)超元胞法计算(Ba_1-xKx)BiO₃立方超导相x=0.25与x=0.5的电子结构,作为对照同时计算立方结构x=0.75的电子结构。计算结果表明,用超元胞法可以得到比“刚带近似”较精确的电子结构参数。给出Fermi面上的能带参数随组分的变化趋势。讨论了不等价的氧原子与周围金属原子价轨道的杂化特征。 关键词：     

用局域密度泛函线性丸盒轨道原子球近似超元胞法计算(Ba_(1-x)K_x)BiO_3的Hopfield常数与T_c随组分x的变化

用局域密度泛函线性丸盒轨道原子球近似(LDF-LMTO-ASA)超元胞法计算(Ba_(1-x)Kx)BiO_3特定组分x的电子结构,其中x=0.0,0.5,1.0三种组分由扩大1倍的元胞计算;x=0.25和0.75两种组分由扩大4倍的元胞计算,所得能带参数总态密度TDOS(E_F)、分波态密度PDOS(E_F)以及自洽晶体势V~ι(r),结合由实验测定的≈210K,按McMillan强耦合公式以及Gaspari-Gyorffy近似,分别计算各原子的Hopfield常数η_t,电声子耦合常数λ以及超导转变温度Tc随组分x的变化。计算结果λ≈1而Tc最大约10K,且随x变化缓慢。与实验结果对比似乎暗示,在(Ba_(1-x)K_x)BiO_3中除电声子机制外,随组分变化的复杂结构相变亦将起重要的作用。     

用局域密度泛函线性丸盒轨道原子球近似超元胞法计算(Ba1-xKx)BiO3的Hopfield常数与Tc随组分x的变化

用局域密度泛函线性丸盒轨道原子球近似(LDF-LMTO-ASA)超元胞法计算(Ba_1-xK_x)BiO₃特定组分x的电子结构,其中x=0.0,0.5,1.0三种组分由扩大1倍的元胞计算;x=0.25和0.75两种组分由扩大4倍的元胞计算,所得能带参数总态密度TDOS(E_F)、分波态密度PDOS(E_F)以及自洽晶体势V^t(r),结合由实验测定的Θ_D≈210K,按McMillan强耦合公式以及Gaspari-Gyorffy近似,分别计算各原子的Hopfield常数η_t,电声子耦合常数λ以及超导转变温度T_c随组分x的变化。计算结果λ≈1而T_c最大约10K,且随x变化缓慢。与实验结果对比似乎暗示,在(Ba_1-xK_x)BiO₃中除电声子机制外,随组分变化的复杂结构相变亦将起重要的作用。 关键词：     

第一原理计算稀磁半导体(In1-xMnx)As的晶格常数,磁性和电子结构

用紧束缚近似线性Muffin-tin轨道的方法计算了稀磁半导体(In1-xMnx)As(x=1/2,1/4和1/8)的晶格常数,磁性和电子结构.给出了Mn掺杂浓度的变化对(In1-xMnx)As的晶格常数,磁性和电子结构的影响.     

MgCNi_3空穴(Na)掺杂的磁性和声子谱研究

应用全势线性响应线性糕模轨道方法,对MgCNi3镁位进行钠掺杂的虚原子近似,计算Mg1-xNaxCNi3(x=0.0,0.06,0.11,0.115,0.12)的电子态密度和晶格振动(x=0.0,0.06),并讨论磁性和声子谱.计算结果表明,随着掺杂量x的增加,原胞磁矩迅速增加,在x=0.115时,费米能级处总态密度几乎落在范霍夫奇异峰峰顶上且有较大的自旋涨落,预示MgCNi3处在铁磁不稳定的边缘.x=0.12的费米面处总态密度与x=0.115相比有较大的下降,使得超导库珀对配对数减少,会带来超导电性的降低.x为0.06的钠掺杂,使得布里渊区沿三个主要高对称性方向(Γ-X、Γ-M、Γ-R)虚频范围扩大,容易使MgCNi3结构不稳定而产生结构相变。     

稀磁半导体(Ga1-xFex)As的电子结构,磁性及其稳定性的第一性原理研究

采用基于第一性原理的紧束缚近似线性muffin-tin轨道(TB-LMTO-ASA)的方法,在原子球近似的基础上计算了均匀掺杂的稀磁半导体(Ga1-xFex)As在各掺杂浓度下(x=1,1/2,1/4和1/8)的总能量,由能量最低原理得到其在各稳定点的晶格常数,磁性及相应态密度.计算结果表明了(Ga1-xFex)As的晶格常数随掺杂浓度的增大而减小,在各掺杂浓度下(除x=1)样品都是反铁磁态的,Fe 3d和As 4p之间杂化是引起样品电子结构和磁性变化的主要原因.     

层状超薄共格结构(LUCS)电子态的紧束缚计算

本文就一种简单的模型,在紧束缚近似下,只计及最近邻之间的矩阵元,用格林函数方法计算了新近出现的人工材料——层状超薄共格结构——电子能带的亚结构,和投影于各层原子平面的电子局域态密度,在附录中,我们表述了用丸盒轨道(MTO)和界面平面波轨道(IPWO)的线性组合,更精密地计算电子结构的方法。 关键词：     

(GaAs)_1(AlAs)_1(001)超晶格电子结构的从头计算

本文用密度泛函线性丸盒轨道原子球近似方法(DFT-LMTO-ASA)对(GaAs)_1(AlAs)_1(001)超晶格的电子结构进行了第一原理性计算。利用Lowdin微扰法在矩阵元中计入d态的影响,可使本文方法仅用阶数很小(32×32)的久期方程便可较满意地处理这个超晶格系统。计算并讨论了该超晶格的带隙,导带极小值处各本征态的分波特性以及GaAs和AlAs层间的价电子转移。我们的结果同最近用计算量大得多的从头算赝势法和完整势线性缀加平面波(FLAPW)法所得的结果进行了比较。结果表明,本文方法不仅具有合理的精度,而且有快速高效率的特点,更适于研究层数较多或结构更复杂的半导体超晶格,如(GaAs)m(AlAs)n等系统的电子结构性质。     

Y(Fe,M)12化合物的电子结构与磁性(M=Nb,Si)

采用新近发展的全势能线性缀加平面波((L)APW) 局域轨道(lo)和广义梯度近似(GGA)密度泛函方法计算了Y(Fe,M)12化合物(M=Nb,Si)的电子结构,得到了相应的总态密度和局域态密度,并分析了替代原子与替代晶位不同引起态密度的变化。根据计算结果预测的居里温度变化与实验结果基本一致。     

第一性原理计算:MgCNi_3镁位空穴(Na)掺杂的声子谱研究

应用全势线性响应线性糕模轨道(FP-LR-LMTO)方法对MgcM3镁位进行钠掺杂的虚原子近似,计算晶格振动的动力学矩阵,得到Mg1-xNaxCNi3(x=0,0.06)的声子谱.计算结果表明MgCNi3声子谱中最低声学支沿F-M方向有接近一半距离的不稳定声子模存在,不稳定声子模都包括存原胞内x-y平面上两个相邻Ni原子沿着与C-Ni键垂直的方向上,向着镍八面体间隙区的垂直运动x为0.06的掺杂,使得布里渊区沿三个主要高对称性方向(Г-x、Г-M、Г-R)虚频范围扩大,容易使MgCNi3结构不稳定而产生结构相变.     

Al_nW_m(n+m=3)混合小团簇的结构和稳定性的密度泛函研究

在相对论原子核势近似下,采用密度泛函理论B3LYP方法,对AlnWm(n m=3 )结构进行优化,得出稳定的平衡结构,计算了稳定结构的电离势,电子亲和能,最高占据 轨道(HUMO)和最低空轨道(LUMO)及二者之间的能隙.得出混合团簇较单一成分团簇稳定的结论.     

双钙钛矿氧化物Ba_(2-x)Sr_xFeMoO_6的电子结构和磁性

采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法,研究了双钙钛矿氧化物Ba2-xSrxFeMoO6(x=0,1,2)的电子结构和磁性。为分析该系列氧化物电子结构和磁性随掺杂浓度的变化规律,在广义梯度近似下计算了其能带结构、态密度和磁矩。其计算结果表明,Ba2-xSrxFeMoO6体系的晶格常数和总磁矩由于Sr掺杂有所降低,与实验结果符合较好。     

非晶态(Fe_(1-x)V_x)_(84)B_(16)合金的磁性和电性

用单辊急冷法制备了非晶态(Fe_(1-x)V_x)_(84)B_(16)(x=0,0.02,0.04,0.06,0.10)合金的薄带,分别用磁天平和四端引线法测量了饱和磁化强度和高温电阻率的温度关系。得到平均每个磁性原子的磁矩随V含量的增加近似线性下降,计算出每个Fe原子和每个V原子的平均磁矩分别为2.08μ_B和-5.08μ_B。居里温度T_c从x=0时的622K下降到x=0.10时的478K。利用自旋波激发公式:σ(T)=σ(0)(1-BT~(3/2)-CT~(5/2))得到,自旋波劲度系数D在75.4-81.8(meV·)之间(x=0-0.10),交换相互作用范围的平方平均值〈r~2〉从x=0.02时的4.4增加到x=0.10时的6.5。电阻率的测量得到,室温电阻率在155-127(μQ·cm)之间,晶化过程中电阻率的下降幅度随V含量增加而线性减小,其原因与晶化过程中的相变有关。     

先兆型铁电体CaTiO3的第一性原理研究

在广义梯度近似 (GGA)下利用全电势线性化的缀加平面波法 (FPLAPW )计算了钛酸钙 (CaTiO3 )的电子结构 .将实验测得的晶胞体积记为V0 ,计算中所用的晶胞体积记为V .当V/V0 =1.0时 ,Ti离子位移为零相应于总能量低能态 ,钛酸钙不会发生铁电相变 .但如果其体积膨胀 10 % ,则Ti离子的位移将导致能量极小值 .这意味着在立方钛酸钙中有发生铁电相变的趋势 ,表明在钛酸钙中存在着体积诱发的铁电相变 ,即钛酸钙为先兆型铁电体 .态密度在V/V0 =1.1时 ,Tid电子和O(2 ) p电子之间存在强烈的轨道杂化 ,这种杂化是出现铁电性的必要条件 .电场梯度的结果也表明了这一点 .     

Sc12X团簇(X=B,C,N,Al,Si,P)的电子结构和稳定性

基于第一性原理,在密度泛函理论框架下,用广义梯度近似(GGA)研究二十面体Sc12X(X=B、C、N、Al、Si、P)中性和荷电团簇的电子结构和稳定性,系统计算了它们的基态束缚能(BE)、原子间平衡间距、最高占据轨道(HOMO)与最低占据轨道(LUMO)之间的能隙、局域电荷以及HOMO电子构型.研究表明,用C、Si原子或荷电后的B、N、Al、P离子分别替代团簇Sc13中心原子可以使其成为稳定的结构.Sc12X团簇束缚能改变的原因在于掺杂改变了中心原子或离子与表面原子的轨道杂化.     

Y(Mn_(1-x)Co_x)_(12)磁结构的中子衍射分析

在研究Y(Mn_(1-x)Co_x)_(12)晶体结构的基础上,为了分析这种化合物的磁结构,我们挑选了不同成分的试样,在液氮温度下作了中子衍射测量。实验上测到的磁有序超结构峰可以用YMn_(12)单胞指标化为h十k+l=2n+1。使用各种可能的磁结构模型对数据进行了分析,根据计算强度与观测强度的最佳拟合,得出了Y(Mn_(1-x)Co_x)_(12)的磁结构随x变化的某些结论。     

RhnAl(n=1-6)团簇结构和磁性的研究

用密度泛函理论中的广义梯度近似方法研究了RhnAl(n=1~6)团簇的结构和磁性。结果表明：Rhn-1Al和Rhn (n=2~7)团簇结构是相似的,结合能随团簇尺寸变化趋势一致,原子间的s,p,d轨道杂化使得RhnAl团簇更加稳定。几乎所有Rh原子都是电子受体,Al-Rh键长越小,Rh原子得电子就越多。团簇磁矩主要来自Rh原子的贡献,Rh原子的4d轨道磁矩是Rh原子磁矩的主要部分。Al原子失去的电子越多,则其磁矩就相对越小。     

AlN_(1-x)P_x合金电子结构及光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论第一性原理的平面波超软赝势,采用广义梯度近似及Heyd-Scuseria-Ernzerhof 03(HSE03)方法对能带及态密度进行修正,研究了AlN_(1-x)P_x(x=0,0.25,0.50,0.75,1)合金的晶体结构、电子结构和光学性质。结果表明,随P含量的增加,AlN_(1-x)P_x晶格常数呈线性递增趋势,AlN_(1-x)P_x(x=0,0.25,0.75,1)属于立方晶系,而AlN0.50P0.50属于四方晶系。AlN_(1-x)P_x带隙随P含量的增加呈先减后增趋势,AlN和AlP是间接带隙半导体,而AlN_(1-x)P_x(x=0.25,0.50,0.75)属于直接带隙半导体。P的存在破坏了AlN原本的本征值和简并态,改变了电子能带结构。随P含量的增加,AlN_(1-x)P_x的光学性质曲线向低能区移动,介电函数虚部的次强峰逐渐消失。AlN_(1-x)P_x合金对紫外光具有较强吸收,P的存在拓宽了可见光吸收范围。     

应变层超晶格(InAs)n(InP)n(001)电子结构的LMTO计算

基于Linearized-Muffin-Tin Orbitals(LMTO)能带方法,采用内部求和计入空d轨道的处理,对(InAs)_n(InP)_n(001),(n=1,2,3)应变层超晶格的电子结构进行了第一性原理计算。得出了其能带结构,态密度分布(对n=1)。考察了In4d轨道对能带计算的影响,并采用冻结势方法求出了(InAs)_n(InP)_n(001),(n=1,2,3)的价带边不连续值△E_v。 关键词：     

Nd(Fe,Si)11Cx化合物的全电子计算(x=0,2)

采用基于第一原理的全势能线性缀加平面波加局域轨道((L)APW lo)方法对Nd(Fe,Si)11Cx化合物(x=0,2)的电子结构进行了计算,得到了化合物态密度和磁矩等信息.计算结果表明NdFe9Si2化合物中Si原子主要与4b和32i位Fe原子产生杂化,导致Fe原子磁矩减小.NdFe9Si2C2化合物C原子使32i位Fe原子磁矩进一步降低,同时减弱了Si原子的影响,使得4b位Fe原子磁矩增大.