Cu(100)表面c(2×2)-N原子结构与吸附行为研究

用密度泛函理论的总能计算研究了金属铜(100)面的表面原子结构以及氮原子的c(2×2)吸附状态.研究结果表明：在Cu(100) c(2×2)-N表面系统中，氮原子处于四度配位的空洞(FFH)位置，距离最表面铜原子层的垂直距离为0.20?，最短的Cu—N键长度为1.83?.结构优化的计算否定了被吸附物导致的表面再构模型，即c(2×2)元胞的两个铜原子在垂直于表面方向发生相对位移，一个铜原子运动到氮原子之上的模型.该吸附表面的功函数约为4.65eV, 氮原子的平均吸附能为4.92 eV(以孤立氮原子为能量参考点).计算结果还说明，Cu—N杂化形成的表面局域态的位置在费米面以下约1.0 eV附近出现，氮原子和第一层以及第二层铜原子均有不同程度的杂化作用.该结果为最近有关该表面的STM图像的争论提供了判据性的第一性原理计算结果. 关键词： Cu(100) c(2×2)-N 表面吸附态 密度泛函总能计算     

Ag(100)表面氧吸附的密度泛函理论和STM图像研究

用密度泛函理论研究了氧原子的吸附对于Ag(100)表面结构和电子态的影响.通过PAW总能计算研究了p(1×1)、c(2×2)和(2^1/2×22^1/2)R45°等几种原子氧覆盖度下的吸附结构，以及在上述结构下Ag(100)表面的弛豫特性、吸附能量、功函数等一系列物理量.研究表明：在(2^1/2×22^1/2)R45°-2O吸附Ag(100)表面的情况下，每格两列就会缺失     

铁掺杂Tl-1223超导相的额外氧缺陷研究

在铁掺杂的Ｔｌ-１２２３相中，铁对超导电性有明显的破坏作用，霍尔系数测量、热重分析和穆斯堡尔谱表明占据铜晶位的铁杂质原子不仅直接破坏ＣｕＯ₂面的完整性而使超导转变温度降低，更重要的是铁的掺入诱导了额外氧原子进入晶格，形成了对载流子的强局域束缚作用，致使载流子浓度随铁掺杂量呈线性下降．额外氧导致了与其近邻的铁和铜原子产生了偏离ＣｕＯ₂平面的位移，从而形成新的铁氧配位．针对额外氧缺陷精细结构的讨论，对研究额外氧和阳离子在ＣｕＯ₂平面上的无序排列     

W(100)c(2×2)表面的STM图像

用基于第一性原理的密度泛函理论研究了W(100)c(2×2)再构表面的表面弛豫以及扫描隧道显微镜(STM)图像和衬底偏压的关系.计算所得到的表面原子沿[110]方向的畸变位移δ为0.027nm,畸变能△E为80.6meV·atom-1,表面原子的弛豫分别为-7.6%(△d12/d0)和 0.8%(△d23/d0),功函数Φ为4.55eV.STM图像模拟表明,由于表面原子沿[110]方向的位移,会导致出现平行于[110]方向的亮暗带状条纹.STM图像中突起所对应的并不是表面或次表面的钨原子,而是zig-zag型W原子链中线位置;而STM暗区对应于原子位置畸变形成的相邻zig-zag型W原子链中间区域.当衬底负偏压时,STM针尖典型起伏高度大约在0.008-0.013nm之间;而当衬底正偏压时,针尖起伏高度在0.019-0.024nm之间变化.     

W(100) c(2×2)表面的STM图像

用基于第一性原理的密度泛函理论研究了W(100) c(2×2)再构表面的表面弛豫以及扫描隧道显微镜(STM)图像和衬底偏压的关系. 计算所得到的表面原子沿[-110]方向的畸变位移δ为0.027 nm, 畸变能⊿E为80.6 meV·atom-1, 表面原子的弛豫分别为-7.6%(⊿d12/d0)和+0.8%(⊿d23/d0), 功函数Φ为4.55 eV. STM图像模拟表明, 由于表面原子沿[-110]方向的位移, 会导致出现平行于[110]方向的亮暗带状条纹. STM图像中突起所对应的并不是表面或次表面的钨原子, 而是zig-zag型W 原子链中线位置; 而STM暗区对应于原子位置畸变形成的相邻zig-zag型W原子链中间区域. 当衬底负偏压时, STM针尖典型起伏高度大约在0.008-0.013 nm之间; 而当衬底正偏压时, 针尖起伏高度在0.019-0.024 nm之间变化.     

W（100）c（2×2）表面的STM图像

用基于第一性原理的密度泛函理论研究了W000）c（2×2）再构表面的表面弛豫以及扫描隧道显微镜（STM）图像和衬底偏压的关系．计算所得到的表面原子沿[110]方向的畸变位移δ为0．027nm,畸变能△E为80．6meV·atom^-1,表面原子的弛豫分别为-7．6％（△d12/d0）和＋0．8％（△d23/d0）,功函数西为4．55eV．STM图像模拟表明,由于表面原子沿[110]方向的位移,会导致出现平行于[110]方向的亮暗带状条纹．STM图像中突起所对应的并不是表面或次表面的钨原子,而是zig-zag型W原子链中线位置;而STM暗区对应于原子位置畸变形成的相邻zig-zag型W原子链中间区域．当衬底负偏压时,STM针尖典型起伏高度大约在0．008-0．013nm之间;而当衬底正偏压时,针尖起伏高度在0．019—0．024nm之间变化．     

高温超导体MgB_2的电子结构研究

用第一性原理能带理论计算了高温超导体MgB-2的电子结构.计算得出的电子能带说明MgB-2是一种宽能带化合物,价带主要由Mg和B原子s和p的杂化形成.费米能级处的态密度N(EF)是0.72(states/eV).根据这些结果,初步推断出MgB-2的超导电性的微观机制不可能是电子-声子耦合的BCS模型,而是有待于探索的新机制.     

重电子化合物LiV2O4的电子结构

用第一性原理的FP-LMTO能带计算方法研究了重电子化合物LiV₂O₄的电子结构. 结果表明, Fermi面附近的导带是由V原子的3d电子形成的宽度为2.5 eV的窄能带,是3 d态在立方晶体场中具有t_2g对称性的子带;它与O的2p轨道构成的能带约有1.9 eV的能隙. 计算得出的Fermi能处电子态密度和线性电子比热系数分别是11.1 (states/eV· f^-1·u^-1.)和26.7 mJ/mol·K². Fermi面处的能带色散具有电子型和空穴型两种,呈现出一种复杂的Fermi面结构. L SDA以及GGA计算表明,LiV₂O₄有一个磁矩为1.13 μB/钒原子,总能比LDA基态低约148meV/f·u.的铁磁性基态. 由目前的能带结构计算的结果无法确定这一类Kondo体系的局域磁矩的来源,表明这一化合物中的重电子行为可能有别于在含有4f和5f稀土的重电子合金中观察到的局域磁矩与传导电子的交换作用机制,其中存在量子相变的可能.     

AB INITIO STUDY ON THE ELECTRONIC STRUCTURE AND MAGNETISM OF MnAs, MnSb, AND MnBi

We report the results of first-principles calculations on the electronic structure in ferromagnetic and non-magnetic hexagonal MnV (V=As, Sb, Bi). The calculations are based on the local-spin-density approximation (LSDA) of the density-functional theory (DFT) as well as the atomic sphere approximation (ASA) in the linear muffin-tin orbitals (LMTO) method. For the non-spin-polarized case, the calculated bands in these compounds exhibit p-d mixing in the vicnity of Fermi energy and the Mn 3d bands dominate the antibonding parts of p-d hybride. The spin-polarization in ferromagnetic states are mainly due to the splitting of anti-bonding bands from p-d mixing. The calculated spin moments in these compounds agree fairly well with experimental values and refine previous band calculations. In the spin-polarized band structure, the Mn 3d electrons are found to exhibit week dispersions.     

轻小型宽波段变焦物镜光学系统设计

为满足具有连续变焦和昼夜合一功能的光电瞄具的轻小型要求，采用前固定组为调焦组的四组三联动结构的物镜，通过视场、作用距离和CCD探测器相关参数确定所需焦距范围，使用高斯括弧法对四组三联动变焦结构进行高斯光学分析，通过调焦一次实现可见光波段到红外波段的转换。最终设计的光学系统的工作波段为0.48～0.68μm和0.80～0.90μm，调焦量仅为0.26 mm，光圈为F_5.0～F_6.5，变焦范围为25～250 mm，满足短焦探测和长焦识别距离不小于2 km的要求。此外，该物镜的光学总长为199 mm，最大通光孔径为58.1 mm，镜片总质量为203.6 g，满足系统轻小型需求，并且在不同工作波段下变焦全程成像质量良好，从公差分析结果可以看出所设计系统具有优良的可实现性。