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.     

LaFeAsO单晶各向异性光学性质的第一性原理研究

使用密度泛函第一性原理研究了高温超导体LaFeAsO各向异性的光学性质。在描述光学性质的计算原理和计算方法的基础上, 计算了LaFeAsO的态密度、光电导谱、反射谱以及电子能量损失谱。光电导谱中, x方向与z方向有着很大差别, 在沿x方向的第一个带间吸收峰出现在1.3 eV处, 沿z方向出现在1.5 eV处; 在反射谱与电子能量损失谱中, x方向与z方向的特征峰位置在能量较高处都是相互吻合的。分析认为, 主要是电子在Fe原子之间的各个态间的跃迁所引起。考虑到温度效应对其光学性质的影响, 在计算光学矩阵元时, 加入Lorentz展宽δ=0.10 eV。本文的研究结果, 可为实验制备以及材料性质的研究提供有价值的参考。     

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     

非球对称势场与轨道有序化:NiO电子结构再研究

用含有非球对称修正的FPLMTO和LDA+UDFT,LDA+USIC研究了NiO的电子结构,发现由于非球对称势场的引入,导致了占据的3d轨道eg分量的轨道有序化.结果表明在这一类复杂的强关联电子中,原子球内非球对称性多极势场对电子结构的影响已经比较明显:除了上述的轨道有序化以外,eg分量的位置下移,宽度明显变窄,呈现局域化的趋势;两种不同LDA+U方法计算得出的电荷转移能隙分别为337eV(DFT)和25eV(SIC).同时发现在NiO中,上、下Hubbard带实际上是由占据的和非占据的3deg轨道构成,3dt2g轨道和O2p轨道的杂化带具有较大的带宽,因而也具有一定的巡游特性.结果表明在NiO中有特征明显的3d电子轨道有序化.通过研究得出结论:在NiO这一类体系的电子结构计算中,势场的非球对称性部分和球间区势场的作用,以及轨道极化等因素都应该恰当地处理 关键词： 关联电子系统 过渡金属氧化物 电子结构     

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．     

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.     

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     

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.     

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 关键词： Ag(100)表面氧吸附 缺列再构 STM图像