空位缺陷对β-AgVO_3电子结构和光吸收性能的影响

基于密度泛函的第一性原理研究了Ag空位、O空位和Ag-O双空位对β-AgVO_3的电子结构及光学性质的影响.采用广义梯度近似平面波超软赝势GGA+U方法,对不同缺陷体系的形成能、能带结构、电子态密度、差分电荷密度和吸收光谱进行了计算和分析.通过比较不同Ag空位和O空位的形成能,确定了β-AgVO_3中主要形成Ag3空位和O1空位,并且Ag空位较O空位更容易形成.Ag3空位和O1空位的存在都使得β-AgVO_3带隙有一定程度的减小;Ag3空位使β-AgVO_3呈现p-型半导体性质,而O1空位和Ag3-O1双空位使β-AgVO_3呈现n-型半导体性质.Ag3和O1空位对晶体在可见光范围内的光吸收影响较小.     

第一性原理对NaBen(n=1—12)团簇最低能量结构及其电子性质的研究

从第一性原理出发对NaBe_n(n=1—12)团簇的最低能量结构和电子性质进行了研究.结果表明，掺杂原子(Na)导致主团簇Be_n的几何结构发生显著变化；出现了共价键和金属键的成键特性；Na-Be最近邻间距和能隙随着团簇尺寸的增加出现了振荡;n=4是团簇的幻数. 关键词： n团簇')" href="#">NaBe_n团簇 最低能量结构 电子性质     

利用密度泛函理论研究BnNi(n≤5)小团簇的结构和磁性

基于第一性原理，用密度泛函理论中的广义梯度近似方法，获得了B_nNi(n≤5)小团簇在不同自旋多重度下的几何构型，确定了最低能量结构，并计算了相应的频率、平均结合能和磁性. 结果表明：B_nNi(n≤5)小团簇最低能量结构的自旋多重度分别为2，1，2，1，2；Ni掺入B团簇后增大了其结合能；Ni原子磁矩和团簇总磁矩随团簇尺寸增大而呈现振荡趋势. 关键词： nNi小团簇')" href="#">B_nNi小团簇 自旋多重度 磁性     

TiS2-graphene heterostructures enabling polysulfide anchoring and fast electrocatalyst for lithium-sulfur batteries: A first-principles calculation

Lithium-sulfur batteries have attracted attention because of their high energy density. However, the "shuttle effect" caused by the dissolving of polysulfide in the electrolyte has greatly hindered the widespread commercial use of lithium-sulfur batteries. In this paper, a novel two-dimensional TiS₂/graphene heterostructure is theoretically designed as the anchoring material for lithium-sulfur batteries to suppress the shuttle effect. This heterostructure formed by the stacking of graphene and TiS₂ monolayer is the van der Waals type, which retains the intrinsic metallic electronic structure of graphene and TiS₂ monolayer. Graphene improves the electronic conductivity of the sulfur cathode, and the transferred electrons from graphene enhance the polarity of the TiS₂ monolayer. Simulations of the polysulfide adsorption show that the TiS₂/graphene heterostructure can maintain good metallic properties and the appropriate adsorption energies of 0.98-3.72 eV, which can effectively anchor polysulfides. Charge transfer analysis suggests that further enhancement of polarity is beneficial to reduce the high proportion of van der Waals (vdW) force in the adsorption energy, thereby further enhancing the anchoring ability. Low Li₂S decomposition barrier and Li-ion migration barrier imply that the heterostructure has the ability to catalyze fast electrochemical kinetic processes. Therefore, TiS₂/graphene heterostructure could be an important candidate for ideal anchoring materials of lithium-sulfur batteries.     

Structures and magnetic properties of Fe and Ni monoatomic chains encapsulated by an Au nanotube

Structures and magnetic properties of transition metal(TM) Fe or Ni monoatomic chains(MACs) encapsulated by a Au(5,5) nanotube(Fe@Au and Ni@Au) are investigated using the density functional theory(DFT).The calculated results show that both Fe@Au and Ni@Au prefer to adopt ferromagnetic(FM) orders as ground states.In particular,the Fe@Au keeps the magnetic properties of free-standing Fe MAC,indicating that this system may be viewed as a new candidate in electromagnetic devices.     

过渡元素掺杂对Mo力学性能的第一性原理研究

基于密度泛函理论,采用第一性原理方法计算了在Mo中掺杂摩尔百分比分别为2.08%和4.17%的过渡金属元素W,Ti,Cu和Fe后,体系在[111](110)滑移系统上的广义层错能以及解理能,并研究了掺杂元素对Mo的剪切形变以及脆性一韧性的影响,研究发现,掺杂W和Ti原子会使体系剪切形变的发生变得困难,并使Mo材料变脆;而掺杂Cu和Fe原子则会使体系剪切形变的发生变得相对容易,并使Mo材料的韧性增强,此外,随着掺杂浓度的增加,掺杂W会使体系剪切形变的发生变得更为困难,并使Mo材料脆性更强;而掺杂Fe则会使体系剪切形变的发生变得更为容易,并使Mo材料的韧性更强。     

第一性原理对Ga_nN_n(n=2~5)小团簇的结构及电子性质的研究

利用密度泛函理论的B3LYP方法在6-31G*的水平上对GanNn(n=2~5)团簇的结构进行优化,得到了GanNn(n=2~5)团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的电子性质、成键特性和极化率进行分析.结果表明,团簇的最稳定结构为平面结构,且存在着N2和N3单元,说明N-N键在团簇的形成过程中起着决定性的作用;能隙间隔为1.776~3.563eV,表明GanNn(n=2~5)团簇已具有了半导体的性质.     

第一原理计算稀磁半导体(In1-xMnx)As的晶格常数,磁性和电子结构

用紧束缚近似线性Muffin-tin轨道的方法计算了稀磁半导体(In1-xMnx)As(x=1/2,1/4和1/8)的晶格常数,磁性和电子结构.给出了Mn掺杂浓度的变化对(In1-xMnx)As的晶格常数,磁性和电子结构的影响.     

FeBN(N≤6)团簇的结构与磁性

利用密度泛函理论中的广义梯度近似(GGA),在考虑自旋多重度后,预测了FeBN(N≤6)团簇的基态结构.结果表明基态团簇的自旋多重度分另4为4,3,2,1,2和1,其中FeB4团簇比较稳定.同时对FeBN(N≤6)基态团簇的磁性做了系统地研究,发现除了FeB5团簇外,FeBN(N≤6)团簇的总磁矩和Fe原子磁矩随团簇尺寸的增大而减小.     

稀磁半导体(Ga1-xFex)As的电子结构,磁性及其稳定性的第一性原理研究

采用基于第一性原理的紧束缚近似线性muffin-tin轨道(TB-LMTO-ASA)的方法,在原子球近似的基础上计算了均匀掺杂的稀磁半导体(Ga1-xFex)As在各掺杂浓度下(x=1,1/2,1/4和1/8)的总能量,由能量最低原理得到其在各稳定点的晶格常数,磁性及相应态密度.计算结果表明了(Ga1-xFex)As的晶格常数随掺杂浓度的增大而减小,在各掺杂浓度下(除x=1)样品都是反铁磁态的,Fe 3d和As 4p之间杂化是引起样品电子结构和磁性变化的主要原因.