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相似文献
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1.
王鑫洋  陈念科  王雪鹏  张斌  陈志红  李贤斌  刘显强 《物理学报》2016,65(17):173101-173101
本文将常用的键长物理截断方法与电子局域函数方法相结合,用于分析共价系统的非晶态结构,得到了更合理的原子成键信息,提高了非晶态结构模型分析的可靠性.以相变存储材料GeTe合金为例,通过采用上述方法详细研究了GeTe合金非晶态中原子间成键及结构信息,确定了其合理的成键物理截断长度为3.05?,电子局域函数阈值为0.63.研究结果显示,当电子局域函数的数值由0.58逐渐增大至0.63时,结构中所截断的化学键大部分是强度较弱的非同质键(即Ge—Te键),而强度较强的Ge—Ge键的数量几乎不变.对Ge原子配位数和其键角分布等结构信息的分析表明,Ge原子以3配位和4配位为主,其中3配位的Ge原子主要是以缺陷八面体形式存在,而4配位的Ge原子则主要以四面体的形式存在.此外,在本研究工作中所建立的确定成键物理截断长度及电子局域函数阈值的方法也可以应用于其他具有共价键性质的非晶态材料研究.  相似文献   

2.
贺艳斌  贾建峰  武海顺 《物理学报》2015,64(20):203101-203101
采用基于色散校正的密度泛函理论进行了第一性原理研究, 详细分析了肼(N2H4)在Ni8Fe8/Ni(111)合金表面稳定吸附构型的吸附稳定性和电子结构及成键性质. 通过比较发现, 肼分子以桥接方式吸附在表面的两个Fe原子上是最稳定的吸附构型, 其吸附能为-1.578 eV/N2H4. 同时发现, 肼分子在这一表面上吸附稳定性的趋势为: 桥位比顶位吸附更有利, 且在Fe原子上比在Ni原子上的吸附作用更强. 进一步分析了不同吸附位点上稳定吸附构型的电子结构、电荷密度转移以及电子局域化情况. 结果发现: 相同吸附位点的电子态密度图基本一致, 并且N原子的p轨道和与之相互作用的表面原子的d轨道之间存在态密度上的重叠; 吸附后电荷密度则主要从肼分子转移到表面原子之上; 在电子局域化函数切面图中也发现吸附后电子被局域到肼分子的N原子和相邻的表面原子之间. 这些电子结构的表征都充分说明肼分子与表面原子之间通过电荷转移形成了强烈的配位共价作用.  相似文献   

3.
本文用计算机制作的模拟Fe_(75)P_(25)非晶态合金的结构模型为初始位形,应用准动态平衡边界条件、截尾Morse势对体系进行了松弛(能量极小化)计算。得到了松弛前后模型的能量、简约径向分布函数、配位数、角分布及均匀性,讨论了Fe_(75)P_(25)非晶态合金的短程序。  相似文献   

4.
采用第一性原理的密度泛函理论(Density Functional Theory)赝势平面波方法,对Fe_9Si的电子结构和铁磁性质进行理论计算.计算结果表明:(1)Fe_9Si具有负的形成热-0.1094 eV/atom,结合能5.124eV/atom,表明Fe_9Si合金具有强结合力和结构稳定性;(2)Fe_9Si具有典型的金属能带特征,穿过Fermi能级的能带最主要是Fe的3d态电子的贡献,其次是来自Si的3p态电子的贡献.结合键不是单一金属键,而是金属键和共价键组成的混合键;(3)Fe_9Si的铁磁性主要来自Fe原子的未满层壳的3d态电子的自旋.计算结果为Fe_9Si铁磁性材料的设计与应用提供了理论依据.  相似文献   

5.
用X射线光电子能谱仪对淬态和退火态的非晶Fe_(80.3)Si_(3.9)B_(15.8)合金进行了电子结构的研究。测定了合金的价带谱和芯能级谱,并与α-Fe的价带谱作了比较。实验结果表明,合金在二种状态下其d带的最大值位置和谱形是相似的,但在结合能为1.0—4.5eV范围内价态密度有轻微的差别。二种状态的芯能级间没有明显位移,这表明与相应的晶态物相比,非晶合金中并不发生从类金属原子向过渡金属原子的电子迁移。经过退火的试样,在电子分布曲线的低部出现的细结构是与B的S、P轨道与Fe的d轨道间的杂化和Fe—B键合态的形成相关的。在退火试样的表面发现B有相当大的富集。  相似文献   

6.
根据Co P非晶态合金结构的短程有序和结构中可能存在P -P相互作用的实验事实 ,选择了单磷原子簇模型ConP(n =1~ 5 )和双磷原子簇模型ConP2 (n =1~ 4 ) ,用密度泛函理论方法对其进行计算 .结果表明 ,在单磷Co2 P( 2 ) 、Co3 P( 1) 及Co4P( 2 ) 模型体系中 ,Co原子供给P原子电子 ,与电负性规则一致 ,同时Co和P之间具较强化学作用 ,可以形成稳定的原子簇 ;而在双磷和单磷原子簇Co5P( 1) 模型体系中 ,形成的原子簇不稳定 ,采用单磷Co2 P( 2 ) 、Co3 P( 1) 及Co4P( 2 ) 模型能较好地反映Co P非晶态合金的结构特点 .  相似文献   

7.
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了Nb元素掺杂对B2构型NiTi金属间化合物电子结构的影响.点缺陷生成能的计算结果表明,Nb原子掺杂后,NiTi中产生Ni原子和Ti原子空位和反位点缺陷所需要的能量均明显升高;态密度计算结果表明,Nb原子掺杂后与临近原子发生了明显的s-s, p-p和d-d电子相互作用,增加了与临近原子之间的电荷密度,有利于Nb与合金原子的成键.这些由Nb掺杂所导致的NiTi电子结构和键合特征的变化均有利于促进Nb与合金原子的相互作用,在一定程 关键词: NiTi金属间化合物 点缺陷 电子结构 第一性原理计算  相似文献   

8.
用密度泛函理论(DFT)的Bexke3lyp方法,对铀原子采用相对论有效原子实势及(6s5p2d4f)/[3s3p2d2f]收缩价基集合,碳、氧原子采用6-311G价基集合,应用Gaussian98程序对一氧化碳气体与铀表面相互作用的可能分子结构U-C-O、U-O-C、C-U-O(角形Cs和线形C∞v)等,进行abinitio优化计算.得到了十二种三重态或五重态的相对稳定结构的电子状态、几何构形、能量、谐振频率、力学性质和电性质等,并给出了角形和线形结构的正则振动分析图.结果表明,Cs构型的能量都比较低,尤其以U-C-O角形结构(3A″)为最低;通过对各成键原子间重叠布居数及键能分析知,U与CO的结合力较弱,O原子比C原子与U原子的结合力稍强.  相似文献   

9.
汝强  胡社军  赵灵智 《物理学报》2011,60(3):36301-036301
采用基于密度泛函理论的第一性原理研究方法,计算了不同嵌锂态LixFePO4(x=0,0.75,1.0)的电子结构. 对于橄榄石型LixFePO4正极材料,虽然Fe3d电子在费米能级附近相互交错,但由于受晶体场作用的限制,并不能真正成为自由电子,Fe3d电子对体系的导电性没有很大贡献,而Fe—O键在低能成键区形成p-d杂化的局域态共价键对稳定合金骨架具有重要作用. 随着锂离子的脱 关键词: 锂离子电池 4')" href="#">LiFePO4 电子结构 弹性性质  相似文献   

10.
黄志高  林肇华 《物理学报》1989,38(5):836-839
本文研究了非晶态合金Fe_(81-x)Ni_xSi_(3.5)B_(13.5)C_2(x=5,10,15,20,25,30,35)及坡莫合金Fe_(50)Ni_(50)在室温和外加磁场下的穆斯堡尔谱,用拟谱方法获得了超精细相互作用的参量及超精细场分布P(H).实验结果表明,非晶态Fe-Ni基合金存在两种磁性铁原子且有类因瓦特性,在x=15左右存在异常现象.文中提出了外加磁场和低温的外界条件,就磁有序而言,具有相似的效应.同时,用类金属的键合作用和金属原子的转移效应较好地解释了非晶态过渡金属(TM)-类金属(M)合金的实验现象.  相似文献   

11.
The geometrical, electronic, and magnetic properties of small CunFe (n=1–12) clusters have been investigated by using density functional method B3LYP and LanL2DZ basis set. The structural search reveals that Fe atoms in low-energy CunFe isomers tend to occupy the position with the maximum coordination number. The ground state CunFe clusters possess planar structure for n=2–5 and three-dimensional (3D) structure for n=6–12. The electronic properties of CunFe clusters are analyzed through the averaged binding energy, the second-order energy difference and HOMO–LUMO energy gap. It is found that the magic numbers of stability are 1, 3, 7 and 9 for the ground state CunFe clusters. The energy gap of Fe-encapsulated cage clusters is smaller than that of other configurations. The Cu5Fe and Cu7Fe clusters have a very large energy gap (>2.4 eV). The vertical ionization potential (VIP), electron affinity (EA) and photoelectron spectra are also calculated and simulated theoretically for all the ground-state clusters. The magnetic moment analyses for the ground-state CunFe clusters show that Fe atom can enhance the magnetic moment of the host cluster and carries most of the total magnetic moment.  相似文献   

12.
We have systematically investigated the growth behavior and stability of small stoichiometric (TiO(2))(n) (n = 1-10) clusters as well as their structural, electronic and magnetic properties by using the first-principles plane wave pseudopotential method within density functional theory. In order to find out the ground state geometries, a large number of initial cluster structures for each n has been searched via total energy calculations. Generally, the ground state structures for the case of n = 1-9 clusters have at least one monovalent O atom, which only binds to a single Ti atom. However, the most stable structure of the n = 10 cluster does not have any monovalent O atom. On the other hand, Ti atoms are at least fourfold coordinated for the ground state structures for n ≥ 4 clusters. Our calculations have revealed that clusters prefer to form three-dimensional structures. Furthermore, all these stoichiometric clusters have nonmagnetic ground state. The formation energy and the highest occupied molecular orbital (HOMO)-lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) gap for the most stable structure of (TiO(2))(n) clusters for each n have also been calculated. The formation energy and hence the stability increases as the cluster size grows. In addition, the interactions between the ground state structure of the (TiO(2))(n) cluster and a single water molecule have been studied. The binding energy (E(b)) of the H(2)O molecule exhibits an oscillatory behavior with the size of the clusters. A single water molecule preferably binds to the cluster Ti atom through its oxygen atom, resulting an average binding energy of 1.1 eV. We have also reported the interaction of the selected clusters (n = 3, 4, 10) with multiple water molecules. We have found that additional water molecules lead to a decrease in the binding energy of these molecules to the (TiO(2))(n) clusters. Finally, the adsorption of transition metal (TM) atoms (V, Co and Pt) on the n = 10 cluster has been investigated for possible functionalization. All these elements interact strongly with this cluster, and a permanent magnetic moment is induced upon adsorption of Co and V atoms. We have observed gap localized TM states leading to significant HOMO-LUMO gap narrowing, which is essential to achieve visible light response for the efficient use of TiO(2) based materials. In this way, electronic and optical as well as magnetic properties of TiO(2) materials can be modulated by using the appropriate adsorbate atoms.  相似文献   

13.
采用密度泛函理论中的广义梯度近似泛函BPW91和三参数杂化密度泛函B3LYP对Pdn(n=1-9)团簇的结构、稳定性和磁性进行了详细的计算. 两种泛函得到了相同的稳定结构, 除n=3、4外, 两种方法得到的基态结构是完全一致的, 但在n=3、4时用三参数杂化密度泛函B3LYP得到的基态结构与文献[8,9,23]的相同. 两种方法得到的平均配位数和平均键长有相似的变化规律, 总体上随团簇尺寸的增大而增大, n=2-5时, 增幅较大, n=5-9时, 增幅较小. 两种方法得到团簇能量的二阶差分、分裂能在n=4时均有较大的值, 说明相对应的团簇具有较高的稳定性、较低的化学活性. 两种方法得到团簇的平均每原子磁矩随团簇尺寸的增大有逐渐减小的趋势, 个别团簇有振荡. 结果表明两种泛函都可以描述团簇结构、稳定性和磁性的演变规律, 但B3LYP泛函可以更加精确地描述Pdn团簇的结构演化.  相似文献   

14.
采用密度泛函理论中的广义梯度近似泛函BPW91和三参数杂化密度泛函B3LYP对Pdn(n=1~9)团簇的结构、稳定性和磁性进行了详细的计算.两种泛函得到了相同的稳定结构,除n=3、4外,两种方法得到的基态结构是完全一致的,但在n=3、4时用三参数杂化密度泛函B3LYP得到的基态结构与文献[8,9,23]的相同.两种方法得到的平均配位数和平均键长有相似的变化规律,总体上随团簇尺寸的增大而增大,n=2~5时,增幅较大,n=5~9时,增幅较小.两种方法得到团簇能量的二阶差分、分裂能在n=4时均有较大的值,说明相对应的团簇具有较高的稳定性、较低的化学活性.两种方法得到团簇的平均每原子磁矩随团簇尺寸的增大有逐渐减小的趋势,个别团簇有振荡.结果表明两种泛函都可以描述团簇结构、稳定性和磁性的演变规律,但B3LYP泛函可以更加精确地描述Pdn团簇的结构演化.  相似文献   

15.
赵文杰  王清林  任凤竹  罗有华 《物理学报》2007,56(10):5746-5753
从第一性原理出发,利用密度泛函理论中的广义梯度近似对ZrnFe(n=2—13)团簇进行了结构优化、能量和频率计算.在充分考虑自旋多重度的前提下,对每一具体尺寸的团簇,得到了多个平衡构型,并根据能量高低确定了团簇的基态结构.综合团簇的结合能、二阶能量差分以及团簇的最高占据轨道和最低未占据轨道间的能隙可知Zr5Fe,Zr7Fe和Zr12Fe团簇的稳定性相对较高,Zr12Fe团簇的结构是具有Ih对称性的正二十面体,而且Zr12Fe的稳定性在所有团簇中是最高的.另外,不仅Zr5Fe,Zr7Fe和Zr12Fe团簇的稳定性相对较高,而且它们均为磁性团簇(而Zrn团簇的磁矩在n≥5时已经发生了淬灭),由此可知通过选择合适的掺杂元素可能得到高稳定的磁性团簇.从Mulliken布居分析结果可知,除了在Zr12Fe团簇中Fe原子失去少量电荷外,其他团簇中Fe原子均从Zr原子那里得到了一定量电荷,即Fe原子在ZrnFe(n=2—13,n≠12)团簇中是电子受体.  相似文献   

16.
密度泛函方法研究NiSin(n=1~13)团簇   总被引:2,自引:2,他引:0  
基于第一性原理,利用密度泛函理论中的广义梯度近似(GGA)系统研究了NiSin(n=1~13)团簇,在充分考虑自旋多重度的基础上讨论了这些团簇的生长行为,电子性质及其磁性,结果表明:NiSin 1的基态结构是在NiSin的基态结构上带帽一个Si原子而得到;随着团簇尺寸的增大,Ni原子逐渐从吸附在sin团簇的表面位置移动到Sin团簇笼内;掺杂Ni原子提高了硅团簇的稳定性;NiSi10团簇的稳定性在所有团簇中是最高的;电子总是从si向Ni转移,Ni原子所带的电荷数不仅与Ni原子的配位数有关,还与Nisin团簇的基态结构密切相关;n=1~2时,团簇的自旋总磁矩为2 μB,当n≥3时,团簇的磁性消失,这可能与Ni原子内部较强的sp-d杂化以及si原子内部的s-p杂化有关.  相似文献   

17.
本文利用密度泛函PW91方法研究了Co@Aun(n=1-8)团簇的平衡结构、稳定性和磁矩。结构优化显示Co原子在低能异构体中趋于占据最高配位位置,基态Co@Aun(n=2-6)团簇为二维结构,Co@Au7和Co@Au8转变为三维结构。原子平均结合能、二阶能量差分及HOMO-LUMO能级间隙分析表明掺杂Co原子提高了金团簇的稳定性,改变了金团簇能级间隙的奇偶振荡性,n=5为掺杂团簇的幻数。磁矩的计算揭示Co@Aun团簇的磁性主要源于Co原子的3d轨道。  相似文献   

18.
本文利用密度泛函PW91方法研究了Co@Aun(n=1~8)团簇的平衡结构、稳定性和磁矩.结构优化显示Co原子在低能异构体中趋于占据最高配位位置,基态Co@Aun(n=2~6)团簇为二维结构,Co@Au7和Co@Au8转变为三维结构.原子平均结合能、二阶能量差分及HOMO-LUMO能级间隙分析表明掺杂Co原子提高了金团簇的稳定性,改变了金团簇能级间隙的奇偶振荡性,n=5为掺杂团簇的幻数.磁矩的计算揭示Co@Aun团簇的磁性主要源于Co原子的3d轨道.  相似文献   

19.
High-density, magnetically soft Fe cluster-assembled films were obtained at room temperature by an energetic cluster deposition. Size-monodispersed Fe clusters with the mean cluster size d = 9, 13 and 16 nm were produced using a plasma-gas-condensation technique. Ionized clusters in cluster beam were accelerated electrically and deposited onto the substrate together with neutral clusters from the same cluster source. The morphology, microstructure and magnetic properties of the cluster-assembled films have been studied by an atomic force microscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and superconducting quantum interference device magnetometer. By increasing the impact energy of the ionized clusters up to 0.6 eV/atom, the Fe cluster-assembled film has a packing fraction of 0.86±0.03, and reveals a soft magnetic behavior. In addition, it is found that oxidization of the cluster-assembled films is remarkably suppressed with the increase in the density of the films.  相似文献   

20.
Fe-B团簇的结构与磁性的第一性原理研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
孙强  龚新高  郑庆祺  王广厚 《物理学报》1996,45(7):1146-1152
采用局域密度近似下的密度泛函理论和原子轨道的线性组合方法,通过离散变分法自洽求解Kohn-Sham方程,详细地研究了FenB(n≤6)团簇的结构和磁性,所得主要结论如下:第一,B原子更倾向于在团簇的表面而不是在团簇的内部,通常计算非晶态的四面体结构和三棱柱结构,对于孤立团簇而言是不稳定的,这说明环境对团簇的结构稳定性有重要影响;第二,当Fen+1团簇中的一个Fe原子被B原子取代形成Fen团簇时,其结合能增大而Fe原子的磁矩减小;第三,Fe<  相似文献   

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