不同SnO2晶体结构的力学性能及电子结构

采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波超软赝势法, 用广义梯度近似(GGA)PBE交换相关泛函, 对高压相变产生五种不同SnO2晶体结构的电子结构和力学性质进行了第一性原理计算. 计算结果表明, Pnam型SnO2的形成相对困难, 体模量较大, Pbca和Pnam型SnO2的维氏硬度值相差不明显. 不同晶体结构的带隙存在差异, 导带区域电子分布和弥散程度大于价带区域,局域性差. 五种SnO2晶体结构的价带部分约在-10 - 0 eV和-20 - -15 eV处, 主要贡献来自于O 2p、2s轨道. 光学性质计算表明, Pnam结构对紫外波段光的吸收最明显, 同时给出电子轨道跃迁规律.     

Al、Zn、Mn、Zr、Ca对Mg合金电子结构影响的第一性原理研究

应用密度泛函理论研究了合金元素Al、Zn、Mn、Zr、Ca对α-Mg合金电子结构的影响。对合金元素添加后的结构进行了优化。在稳定结构的基础上,通过对不同合金元素的形成能、态密度、布居分布、差分电荷密度的分析,认为引起合金性能变化的原因是各合金元素的电负性和原子半径的大小不同所致,对比了合金元素对材料电子结构的影响,从理论上解释了Zr、Ca强烈的合金强化、细化作用。     

不同SnO2晶体结构的力学性能及电子结构

采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波超软赝势法,用广义梯度近似(GGA)PBE交换相关泛函,对高压相变产生五种不同 SnO2晶体结构的电子结构和力学性质进行了第一性原理计算.计算结果表明,Pnam型SnO2的形成相对困难,体模量较大,Pbca和Pnam型SnO2的维氏硬度值相差不明显.不同晶体结构的带隙存在差异,导带区域电子分布和弥散程度大于价带区域,局域性差.五种SnO2晶体结构的价带部分约在-10-0 eV和-20--15 eV处,主要贡献来自于O2p、2s轨道.光学性质计算表明,Pnam结构对紫外波段光的吸收最明显,同时给出电子轨道跃迁规律.     

Ag-Sn合金的氧化过程与热力学性质

采用密度泛函微扰理论(DFPT)计算了Ag-Sn-O体系中O原子在Ag-Sn合金中的运动与反应, 及该体系中几种化合物的结合能、生成焓以及热容与自由能随温度的变化. 计算发现O原子存在于Ag晶格的四面体间隙, 若存在八面体间隙会使体系能量升高288.23 kJ·mol-1; Sn则在Ag晶格中主要以置换形式存在. 计算得到结合能大小顺序为Ag6O2>SnO2>Ag2SnO3>SnO>Ag2O. SnO2的稳定性最高, 生成焓约-591.1 kJ·mol-1, SnO是一种过渡相, 而Ag2SnO3和Ag6O2为亚稳相, 都能在常温下存在, 这与相关实验结果一致. 原子间相互作用曲线说明Sn—O的成键能力明显高于Ag—O, 氧化时只会形成Sn—O键. 准谐函数近似计算(QHA)表明Ag2SnO3的热容远高于其它化合物, 其德拜温度约500 K, 升温能力仅为SnO2的1/3, 可有效解决AgSnO2电接触材料中温升过快的问题, 而布居分布和Gibbs自由能则进一步说明SnO2是Ag-Sn-O体系中最稳定的相.