硼原子掺杂对碳纳米管吸附Ne原子影响的第一性原理计算

采用基于第一性原理的密度泛函理论（DFT）和局域密度近似（LDA）方法，优化计算得到碳纳米管（CNT），硼原子取代碳原子及其吸附氖原子前后系统的几何结构，能量，电子能带和态密度。结果显示，碳纳米管的能带结构与石墨的层状几何结构相似，能量的变化只在kz=0和kz=0.5平面之间沿着c轴方向出现。B原子取代C原子使价带和导带分别分裂为两个和三个能带。对Ne原子的吸附使价带能量沿着c轴方向升高并导致Fermi面附近的态密度下降。Ne原子的吸附在谷位H最稳定，顶位A其次。C-C间σ键的弯曲使Ne原子吸附在桥位b1比桥位b2处更为稳定。Ne原子在管外的吸附均为放热过程，而管内则为吸热过程。结构分析表明Ne原子对C原子有排斥作用，对B原子却具有吸引作用。B原子取代C原子的位置略凸出于CNT的管壁之外，使Ne原子的吸附能增加。     

硼原子掺杂对碳纳米管吸附Ne原子影响的第一性原理计算

采用基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)和局域密度近似(LDA)方法,优化计算得到碳纳米管(CNT),硼原子取代碳原子及其吸附氖原子前后系统的几何结构,能量,电子能带和态密度.结果显示,碳纳米管的能带结构与石墨的层状几何结构相似,能量的变化只在kz=0和kz=0.5平面之间沿着c轴方向出现.B原子取代C原子使价带和导带分别分裂为两个和三个能带.对Ne原子的吸附使价带能量沿着c轴方向升高并导致Fermi面附近的态密度下降.Ne原子的吸附在谷位H最稳定,顶位A其次.C-C间σ键的弯曲使Ne原子吸附在桥位b1比桥位b2处更为稳定.Ne原子在管外的吸附均为放热过程,而管内则为吸热过程.结构分析表明Ne原子对C原子有排斥作用,对B原子却具有吸引作用.B原子取代C原子的位置略凸出于CNT的管壁之外,使Ne原子的吸附能增加.     

硅铝酸银分子筛吸附氖原子的第一性原理计算

采用基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)和局域密度近似(LDA)方法,优化计算硅铝酸银分子筛吸附Ne原子体系的几何结构,能量,电子能带和电荷密度分布。结果表明,硅铝酸银为层状的周期结构,具有直径为a=5.390 Å的孔道。在分子晶体孔道的轴线上,桥O原子附近(I)和表面Ag+离子附近(II)的能量均有利于对Ne原子的吸附。尽管Ne(I)的能量最低,但是SiO4四面体排斥产生的能垒在动力学上不利于Ne原子的吸附。电子能带和电荷分布显示,Ne(II)原子主要受库仑极化的影响,其电子能带的能量较高,Ne(I)原子与桥O原子之间的共价作用能够降低对应的电子能带能量。     

硅铝酸银分子筛吸附氖原子的第一性原理计算

采用基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)和局域密度近似(LDA)方法,优化计算硅铝酸银分子筛吸附Ne原子体系的几何结构,能量,电子能带和电荷密度分布。结果表明,硅铝酸银为层状的周期结构,具有直径为a=5.390 Å的孔道。在分子晶体孔道的轴线上,桥O原子附近(I)和表面Ag+离子附近(II)的能量均有利于对Ne原子的吸附。尽管Ne(I)的能量最低,但是SiO4四面体排斥产生的能垒在动力学上不利于Ne原子的吸附。电子能带和电荷分布显示,Ne(II)原子主要受库仑极化的影响,其电子能带的能量较高,Ne(I)原子与桥O原子之间的共价作用能够降低对应的电子能带能量。     

Stability of concentration-related self-interstitial atoms in fusion material tungsten

Based on the density functional theory, we calculated the structures of the two main possible self-interstitial atoms(SIAs) as well as the migration energy of tungsten(W) atoms. It was found that the difference of the 110 and 111 formation energies is 0.05–0.3 e V. Further analysis indicated that the stability of SIAs is closely related to the concentration of the defect. When the concentration of the point defect is high, 110 SIAs are more likely to exist, 111 SIAs are the opposite. In addition, the vacancy migration probability and self-recovery zones for these SIAs were researched by making a detailed comparison. The calculation provided a new viewpoint about the stability of point defects for selfinterstitial configurations and would benefit the understanding of the control mechanism of defect behavior for this novel fusion material.     

硼原子掺杂对碳纳米管吸附Ne原子影响的第一性原理计算

采用基于第一性原理的密度泛函理论（DFT）和局域密度近似（LDA）方法,优化计算得到碳纳米管（CNT）,硼原子取代碳原子及其吸附氖原子前后系统的几何结构,能量,电子能带和态密度。结果显示,碳纳米管的能带结构与石墨的层状几何结构相似,能量的变化只在kz=0和kz=0.5平面之间沿着c轴方向出现。B原子取代C原子使价带和导带分别分裂为两个和三个能带。对Ne原子的吸附使价带能量沿着c轴方向升高并导致Fermi面附近的态密度下降。Ne原子的吸附在谷位H最稳定,顶位A其次。C-C间σ键的弯曲使Ne原子吸附在桥位b1比桥位b2处更为稳定。Ne原子在管外的吸附均为放热过程,而管内则为吸热过程。结构分析表明Ne原子对C原子有排斥作用,对B原子却具有吸引作用。B原子取代C原子的位置略凸出于CNT的管壁之外,使Ne原子的吸附能增加。     

A15 型 Nb3Al 晶格相变与热力学性质的第一性原理计算

A15 型 Nb3 Al 金属间化合物与 Nb3Sn 类似, 但其具有更好的应力应变容许特性和高场临界电流密度(J c ) . 由于 Nb3 Al 晶格原子排列的有序度较差, 其超导性能对晶格完整性不敏感, 且 Al 含量对 Nb3 Al 成相及 Tc有较大的影响. 因此对相结构的研究对 Nb3 Al 超导性及热学性质的影响具有理论和实际意义. 本文采取第一性原理以及热力学理论计算方法, 对 Nb3 Al 的结构进行晶格相结构转变、 原子位移以及热力学性质等系统计算研究. 结果发现晶格相结构转变的势垒高于原子的位移势垒, 且晶格相结构的转变温度高于 Nb3 Al 的熔化温度. 与 Nb 原子扩散位移相比,Al 原子具有更低的位移势垒, 且 Al 原子的“位移温度”低于熔化温度, 为1070 K. 对于 Nb 原子位移势垒, 通过统计方法得到 Nb 原子的“位移温度”为2333 K, 与实验中得到的 Nb3 Al 熔化温度2306 K 吻合较好,此计算结果表明高温下 Nb3 Al 的制备主要体现为 Al 原子的位移, 而 Nb 原子对该化合物的相结构稳定性具有更重要作用. 计算结论为更好地理解 Nb3 Al 制备过程中微观结构演化及扩散反应提供一定的理论依据.