Effect of C doping on the structural and electronic properties of LiFePO₄:A first-principles investigation

Using first-principles calculations within the generalized gradient approximation (GGA) +U framework, we investigate the effect of C doping on the structural and electronic properties of LiFePO 4 . The calculated formation energies indicate that C doped at O sites is energetically favoured, and that C dopants prefer to occupy O 3 sites. The band gap of the C doped material is much narrow than that of the undoped one, indicating better electro- conductive properties. To maintain charge balance, the valence of the Fe nearest to C appears as Fe 3+ , and it will be helpful to the hopping of electrons.     

本征磁性拓扑绝缘体MnBi2Te4电子结构的压力应变调控

由于MnBi2Te4电子结构具有对晶格常数的改变相当敏感的特性,本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对MnBi2Te4反铁磁块体的电子结构施加等体积应变调控.研究发现体系能带结构在材料等体积拉伸和压缩作用下变化灵敏,体系出现绝缘体-金属相变.特别地,当施加特定应变后导带和价带在Γ处出现交叉,体系呈零带隙状态.在此应变下仍可观察到能带反转的现象,具有非平庸的能带拓扑性质.根据不同应变下的电荷密度图,发现等体积应变会影响体系七倍层层间距,其中等体积压缩和拉伸应变可分别增大和减小Te原子层间距,表明等体积压缩有利于降低反铁磁层间耦合.通过等体积压力应变调控,掌握了MnBi2Te4的电子结构的变化规律,这对本征磁性拓扑绝缘体MnBi2Te4的物性研究和实验制备具有重要的指导意义.     

第一性原理研究氧在Ni(111)表面上的吸附能及功函数

采用基于密度泛函理论（DFT）广义梯度近似（GGA）下的第一性原理方法系统地研究了不同覆盖度下O在Ni（111）表面的吸附特性.计算结果表明,O在Ni（111）表面的稳定吸附位为三重面心立方（fcc）洞位,吸附能随着覆盖度的增加而减小,O诱导Ni（111）表面功函数的变化量与覆盖度成近线性关系,并随着覆盖度的增加而增大.同时,通过对电子密度和分波态密度的分析发现：O在Ni（111）表面的吸附使得Ni表面电子向O原子转移,形成表面偶极矩,导致功函数增加;表面Ni原子的3d轨道和O的2p轨道通过耦合、杂化作用形成成键态和反键态,而反键态几乎不被占据,因而O—Ni键相互作用比较强,吸附能较大. 关键词： 表面吸附 密度泛函理论 吸附能 功函数     

ZnO1-xCx稀磁半导体的磁特性的第一性原理和蒙特卡罗研究

利用第一性原理计算得到C掺杂ZnO的电子结构,发现系统具有半金属的电子结构.从态密度的分析可以看到Zn-3d和C-2p电子具有强烈的杂化作用,这是体系具有相对稳定铁磁基态的原因.利用第一性原理得到的磁性耦合强度并结合蒙特卡罗模拟得到了C掺杂浓度为555%,833%,125%的ZnO_1-xC_x分别具有210 K,260 K,690 K的居里温度.同时,详细地分析了C掺杂引起的电子转移和C,Zn,O的s,p和d电子的自旋向上和自旋向下电子数的变化.通过比较研究,发现ZnO_1-xC_x的局域磁矩主要来源于Zn-3d 电子和C-2p 电子之间的相互作用,而局域磁矩耦合倾向于RKKY耦合. 关键词： 1-xC_x')" href="#">ZnO_1-xC_x 磁性 第一性原理 蒙特卡罗模拟     

Effect of C doping on the structural and electronic properties of LiFePO4: A first-principles investigation

Using first-principles calculations within the generalized gradient approximation （GGA） ＋U framework, we inves- tigate the effect of C doping on the structural and electronic properties of LiFePO4. The calculated formation energies indicate that C doped at O sites is energetically favoured, and that C dopants prefer to occupy 03 sites. The band gap of the C doped material is much narrow than that of the undoped one, indicating better electro- conductive properties. To maintain charge balance, the valence of the Fe nearest to C appears as Fe3＋, and it will be helpful to the hopping of electrons.