LaNi5晶体表面态的计算研究

用“团簇埋入自洽计算法”对LaNi₅晶体表面进行了全电子、全势场、自旋极化的从头计算. 在原子纵向坐标充分弛豫的条件下，得到处于最低基态总能量下LaNi₅晶体的非平整表面空间结构及其电子结构. LaNi₅晶体最表面La原子向外凸出，Ni原子向里收缩，凹凸不平的表面层增加了表面原子与氢原子的接触面积；而表面层的有效体积增大了约9%，有利于氢原子的进入. LaNi₅晶体表面态的费米能量大大高于体材料的费米能量. 在费密面上主要是Ni的3d电子，价带未填满，显示金属性. LaNi₅晶体表面第一、第二层有1.15个电子从La原子向Ni原子转移，这两层有反向的微小自旋磁矩，从而使表面显示顺磁性. 得到了LaNi₅晶体表面的价带电子态密度. 用过渡态方法计算了LaNi₅晶体表面的电离能和电子亲和势. 所有计算结果显示：LaNi₅晶体表面的性质与体性质显著不同，而与氢化物LaNi₅H₇的性质非常相近. 这说明LaNi₅晶体的表面结构有利于氢原子的吸收. 关键词： 5')" href="#">LaNi₅ 表面 电子结构 团簇埋入自洽计算法     

LaNi5热力学性质的全电子计算

本文利用广义梯度近似(GGA)密度泛函和全势能线性缀加平面波(FLAPW)方法,计算给出了LaNi5和LaNi5H7的晶体结构、生成焓、价电子轨道分布;晶体结构和焓与试验值作了对比,结果合理、可行;La原子与2c格位Ni原子的成键较强于La原子与3g格位Ni原子的成键,所以LaNi5晶体各向异性特征较为明显;并简单分析了这些性质与LaNi5合金的稳定性、循环寿命的关系.     

LaNi5热力学性质的全电子计算

本利用广义梯度近似(GGA)密度泛函和全势能线性缀加平面波(FIAPW)方法，计算给出了LaNi5和LaNisH7的晶体结构、生成焓、价电子轨道分布；晶体结构和焓与试验值作了对比，结果合理、可行；La原子与2c格位Ni原子的成键较强于La原子与3g格位Ni原子的成键，所以LaNi5晶体各向异性特征较为明显；并简单分析了这些性质与LaNi5合金的稳定性、循环寿命的关系。     

金红石型TiO2点缺陷性质的第一性原理研究

本文运用基于局域密度泛函和赝势的第一性原理方法研究了金红石相TiO2点缺陷的电子性质,结果表明氧空位缺陷使晶体的费米能量升高,在能隙中没有产生杂质能级.钛空位缺陷使晶体的费米能量降低,并在价带顶部产生了一个杂质能级,与价带顶能量相差约0.4 eV.本文还计算了金红石相TiO2在具有氧空位和钛空位点缺陷情况下的键长变化、态密度和电荷布居状况.     

多壳层铜纳米线结构和电子特性的第一性原理研究

基于密度泛函理论框架下的第一性原理计算,系统地研究了多壳层Cu纳米线的稳定结构和电子特性.得到不同线径多壳层Cu纳米线的平衡态晶格常数相差不大,都表现出金属特性,且其单原子平均结合能和量子电导随着纳米线直径的增加而增加.纳米线中内壳层Cu原子表现出体相结构Cu原子相似的电子特性,而表面壳层由于配位数的减少,其3d态能量范围变窄且整体向费米能级发生移动.电荷密度分析表明,相对于体相Cu晶体中原子间的相互作用,纳米线表面壳层Cu原子与其最近邻原子间的相互作用明显增强.     

氢分子在Mg2Ni(010)面的吸附与分解

本文采用基于密度泛函理论(DFT)的第一原理赝势平面波(PW-PP)方法,对氢分子在Mg2Ni(010)面的吸附与分解进行了研究,发现氢分子以Horl的方式吸附在表面层Ni原子的顶位时吸附能最高,为0.6769 eV,这表明氢分子最可能以Horl的方式吸附在表面层Ni原子的顶位,此时氢分子跟表面的距离(rd)和氢分子的键长(rH)分别为1.6286 A和0.9174 (A).在分子吸附的基础上计算了氢分子沿着选取的反应路径分解时的反应势垒,发现要使氢分子分解需要0.2778 eV的活化能,而氢分子分解时的吸附能为0.8390 eV,分解后两个氢原子的距离为3.1712(A).在分子吸附和分解吸附时氢原子跟正下方的Ni原子都有较强的相互作用,氢原子所得到的电子主要来自氢分子正下方的Ni原子.     

La掺杂3C-SiC电子结构和光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对未掺杂及稀土材料La掺杂3C-SiC的电子结构和光学性质进行理论计算.计算结果表明,La掺杂引起3C-SiC晶格体积增大,掺杂体系能量更小,掺杂体系的结构更稳定;未掺杂3C-SiC是直接带隙半导体,其禁带宽度为1.406 eV,La掺杂后带隙宽度下降为1.161 eV,La掺杂3C-SiC引入了3条杂质能级,能量较高的1条杂质能级与费米能级发生交叠,另外2条杂质能级都在费米能级以下价带顶之上,La掺杂引起3C-SiC吸收谱往低能区移动,未掺杂3C-SiC的静态介电常数为2.66,La掺杂引起静态介电常数增加为406.01,La掺杂3C-SiC是负介电半导体材料.     

氢分子在Mg2Ni(010)面的吸附与分解

本文采用基于密度泛函理论(DFT)的第一原理赝势平面波(PW-PP)方法,对氢分子在Mg2Ni(010)面的吸附与分解进行了研究,我们发现氢分子以Hor1的方式吸附在表面层Ni原子的顶位时吸附能最高,为0.6769eV,这表明氢分子最可能以Hor1的方式吸附在表面层Ni原子的顶位,此时氢分子跟表面的距离( )和氢分子的键长( )分别为1.6286Å和0.9174Å. 在分子吸附的基础上计算了氢分子沿着选取的反应路径分解时的反应势垒,发现要使氢分子分解需要0.2778eV的活化能,而氢分子分解时的吸附能为0.8390eV,分解后两个氢原子的距离为3.1712Å. 在分子吸附和分解吸附时氢原子跟正下方的Ni原子都有较强的相互作用,氢原子所得到的电子主要来自氢分子正下方的Ni原子.     

3C-SiC(001)-(2×1)表面原子与电子结构研究

采用广义梯度近似的密度泛函理论方法计算了3C-SiC（001）-（2×1）表面的原子及电子结构．计算结果表明，3C-SiC（001）-（2×1）表面为非对称性的Si二聚体模型，其二聚体的Si原子间键长为0.232 nm．电子结构的计算结果表明，在费米能级处有明显的态密度，因此3C-SiC（001）-（2×1）表面呈金属性．在带隙附近存在四个表面态带，一个位于费米能级附近，一个位于费米能级以上5 eV处，另外两个位于费米能级以下的价带中． 关键词： 碳化硅 密度泛函理论计算 原子结构 电子结构     

La单掺4H-SiC电子结构和光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，对未掺杂及La掺杂4H-SiC的电子结构和光学性质进行理论计算。计算结果表明，未掺杂4C-SiC其禁带宽度为2.257 eV。La掺杂后带隙宽度下降为1.1143eV，导带最低点为G点，价带最高点为F点，是P型间接半导体。掺杂La原子在价带的低能区间贡献比较大，而对价带的高能区和导带的贡献比较小。未掺杂4H-SiC在光子能量为6.25 eV时，出现一个介电峰，这是由于价带电子向导带电子跃迁产生。而La掺杂后，出现3个介电峰，分别对应的光子能量为0.47eV、2.67eV、6.21eV，前两个介电峰是由于价带电子向杂质能级跃迁产生，第三个介电峰是由于价带电子向导带电子跃迁产生。La掺杂后4H-SiC变成负介电半导体材料。未掺杂4h-SiC的静态介电常数为2.01，La掺杂的静态常数为12.01。