非晶碳结构建模和电子结构的第一性原理研究

基于密度泛函理论,采用了一种更为精确的交换相关泛函OLYP(OPTX+LYP),对密度范围从2.0到3.2 g/cm³的非晶碳进行结构建模. 模拟得到的5个碳网络结构无论从径向分布函数还是sp³含量都与实验符合得很好. 对非晶碳电子结构的研究表明费米能级附近的电子态密度主要是sp²碳原子的贡献. 随着密度的增加,sp³碳原子增加,费米能级附近的态密度越来越小. 小环结构增加了费米能级附近的电子态密度,缺陷态在费米能级形 关键词： 非晶碳 密度泛函理论 电子结构     

非晶碳结构建模和电子结构的第一性原理研究

基于密度泛函理论，采用了一种更为精确的交换相关泛函OLYP(OPTX+LYP)，对密度范围从2.0到3.2 g/cm³的非晶碳进行结构建模. 模拟得到的5个碳网络结构无论从径向分布函数还是sp³含量都与实验符合得很好. 对非晶碳电子结构的研究表明费米能级附近的电子态密度主要是sp²碳原子的贡献. 随着密度的增加，sp³碳原子增加，费米能级附近的态密度越来越小. 小环结构增加了费米能级附近的电子态密度，缺陷态在费米能级形     

MnTe电子结构和磁性的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的赝势投影缀加波方法, 对六种典型的二元晶体结构Rocksalt (RS), Cesiun-chloride (CC), Zinc-blende (ZB), Wurtzite (WZ), Iron-silicide (IS) 和Nickel-Arsenide (NA)的MnTe进行了计算研究. 通过比较六种结构的结合能, 确定了MnTe的基态结构是反铁磁的NA结构. 研究了这六种结构MnTe的电子结构、磁性, 并用Birch-Murnaghan状态方程拟合求得了各相结构的体弹性模量和相变压. 电子态密度表明, RS, CC和IS结构的MnTe为反铁磁导体, ZB, WZ和NA结构的MnTe均为反铁磁半导体.     

掺氮四面体非晶碳的第一性原理研究

采用基于第一性原理的分子动力学方法对掺氮四面体非晶碳进行结构建模,并对其显微结构和电子结构进行了研究. 氮在非晶碳网络中的配位形态与密度没有明显关系,主要是以三配位形态存在,其次是两配位,四配位氮的比例很小. 掺氮后碳网络结构sp²含量大大增加,随着氮含量的增加,费米能级附近态密度增加. 氮掺入后并未使费米能级发生明显移动. 关键词： 掺氮四面体非晶碳 第一性原理 密度泛函理论 电子结构     

高压下钒的结构相变及熔化温度的第一性原理计算

本文基于第一性原理的密度泛函理论（DFT）和密度泛函微扰理论（DFPT）,优化计算出金属钒在不同压强下的晶体结构,以此来说明其发生的结构相变。最后利用晶体结构和能量的关系,直接导出钒在不同压强下的熔化温度。计算结果都与已有的结果进行了比较。     

高压下钒的结构相变及熔化温度的第一性原理计算

本文基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)和密度泛函微扰理论(DFPT),优化计算出金属钒在不同压强下的晶体结构,以此来说明其发生的结构相变.最后利用晶体结构和能量的关系,直接导出钒在不同压强下的熔化温度.计算结果都与已有的结果进行了比较.     

高压下TATB压缩性质的LDA和GGA比较研究

本文采用第一性原理密度泛函理论,结合平面波赝势方法,采用局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)两种方法计算了TATB晶体在高压(0~7 GPa)压缩下的结构和物理性质,并与实验数据进行了比较.详细讨论了TATB晶体的晶体结构和分子构型随压力的变化.     

CuInSe2电子结构与光学性质的第一性原理计算

从头计算了CuInSe2(CIS)体相的性质,参数设定和性质计算都基于密度泛函理论,交换相关能采用GGA,泛函形式为PBE,原子间相互作用的描述采用超软赝势.计算发现CIS中存在共价键,是一种非典型的离子型晶体,在整个晶体内存在共用电子对,Cu原子和Se原子的作用大于Se原子和In原子.CIS是一种典型的直接带隙半导体,计算得到了光学性质的各项参数,包括折射指数和反射率,吸收系数以及介电函数与光子能量的关系,发现CIS的主要光吸收峰有6个,分别为:3.1,7.6,10.0,16.1,19.0,21.0 eV,理论上最强吸收峰在紫外光区.     

加压下ZnO结构相变和电子结构的第一性原理计算

基于密度泛函(DFT)理论的第一性原理,计算半导体ZnO纤锌矿结构和岩盐矿结构状态方程及其在高压下的相变,分析加压下体相ZnO的晶格常数、电子态密度和带隙随压力的变化关系,并将计算结果与文献中的理论和实验数据进行比较.验证在计算金属氧化物时,应用局域密度(LDA)近似计算出的相变压力普遍偏高,采用广义梯度(GGA)近似得到的结果与实验符合较好.     

In掺杂ZnO电子结构的第一性原理研究

采用第一性原理平面波超软赝势,计算了纤锌矿ZnO和不同掺杂量下In掺杂ZnO晶体的能带结构、态密度和分波态密度.计算表明,In的掺杂导致ZnO禁带宽度变窄.随着掺杂量的增大,In_xZn_1－xO的导带底和价带顶同时下降,但是导带底比价带顶下降得多,这导致了带隙的变窄.此外,In掺杂使晶胞晶格常数增大,这对带隙的变窄也有一定作用.     

Two different emission enhancement of trans-stilbene crystal under high pressure: Different evolution of structure

Mechanoresponsive luminescent(MRL)materials have drawn extensive concern due to their potential applications in mechanical sensors,memory chips,and security inks;especially these possessing high emission efficiency.In this work,we found trans-stilbene crystal exhibited two different pressure-induced emission enhancement(PIEE)behaviors at different pressure areas.The structural characterizations combined with density functional theory calculation indicate that the first emission enhancement was due to the decrease of nonradiation transition by the weaken of energy exchange process between atoms and lattice.And the second emission enhancement was attributed to the strengthen of C-H...C interactions from the non-planarization comformation.The results regarding the mechanoresponsive behavior of trans-stilbene offered a deep insight into PIEE from the structural point of view,which will facilitate the design of and search for high-performance MRL materials.     

Effects of various defects on the electronic properties of single-walled carbon nanotubes: A first principle study

The geometries,formationenergies and electronic band structures of （8, 0） and （14, 0） singlewailed carbon nanotubes （SWCNTs） with various defects, inehlding vaeaney, Stone-Wales defect, and octagon pentagon pair defect, have been investigated within the framework of the density- huictional theory （DFT）, and the influence of the concentration within the same style of deflect on the physical and chenfical properties of SWCNTs is also studied. The results suggest that the existeilcc of vacancy and octagon-pentagon pair deflect both reduce the band gap, whereas the SW- defect induces a band gap opening in CNTs. More int, erestingly, the band gaps of （8, 0） and （14, 0） SWCNTs eonfigurations with two octagon pentagon pair defect presents 0.517 eV and 0.163/eV, which arc a little smaller than the perfectt CNTs. Furthermore, with the concentration of defects increasing, there is a decreasing of band ga.p making the two types of SWCNTs change from a semiconductor to a metallic conductor.     

First-principles calculations for electronic and optical properties of the zinc-blende structured BeS compound under pressure

The electronic and the optical properties of the cubic zinc-blende (ZB) BeS under high pressure have been investigated by using \it ab initio plane-wave pseudopotential density functional theory method in the generalised gradient approximation (GGA) for exchange-correlation interaction. The electronic band structure and the pressure dependence of the total and partial densities of state under pressure are successfully described. Our calculations show that the ZB BeS has large and indirect band gaps associated with (Γ → X) transitions in ambient conditions. The results obtained are consistent with the experimental data available and other calculations. The optical properties, including dielectric function, energy-loss function, complex refractive index, reflection and absorption spectra, are investigated and analysed at different external pressures. The results suggest that the optical absorption appears mostly in the ultra-violet region and the curve of refractive index shift toward high energies (blue shift) with pressure increasing.     

Electronic structure and thermodynamic properties of LiBC under high pressure

This paper investigates the electronic structure and thermodynamic properties of LiBC in the hexagonal structure by using the generalized gradient approximation （GGA） and local density approximation correction scheme in the frame of density functional theory. The geometric structure of LiBC under zero pressure, and the dependences of the normalized lattice parameters a/ao and c/co, the ratio e/a, the normalized primitive volume V/Vo on pressure are given. The thermodynamic quantity （including the heat capacity Cv, Debye temperature 6~D, thermal expansion a and Grfineisen parameter -y） dependences on temperature and pressure are obtained through the GGA method and the quasi-harmonic Debye model. The band structures and density of state of LiBC under different pressures have also been analysed.     

高压下ZnTe的电子结构和光电性质

应用第一性原理平面波赝势计算方法,研究了闪锌矿ZnTe晶体在外界压力下的电子结构和光电性质,并计算了介电函数和光学吸收系数随压力的变化情况。结果表明:在高压作用下,Te原子和Zn原子的态密度分布都向低能量方向移动,分布范围增大,Te 5p和Zn3d电子轨道杂化变强。随着压力的增大,直接带隙逐渐增大,而间接带隙逐渐变小。当压力为10.7GPa时,能带结构从直接带隙转变为间接带隙结构。压力增大,有利于Te 5p与Zn3d电子间的跃迁,光吸收系数增大,产生更多的电子-空穴对,材料导电能力增强。     

X-ray difffraction studies on samarium up to one megabar pressure

Abstract

High—pressure crystal structure studies have been performed on Sm up to 100 GPa using synchrotron x-radiation and a diamond anvil cell. The structural sequence Sm-dhcp-fcc-dist.fcc has been confirmed. There is no evidence of any volume collapse. The bulk modulus and its pressure derivative have been determined (B₀ = 30.7 GPa, B₀’ = 2.5).     

掺杂非晶氧化硅薄膜中三元化合态与电子结构的第一性原理计算

基于密度泛函理论和分子动力学方法,研究了ITO-SiO_x(In,Sn)/n-Si异质结光伏器件中非晶SiO_x层的氧化态和电子结构.计算结果表明:具有钝化隧穿功能的超薄(2 nm)非晶SiO_x层,是由In,Sn,O,Si四种元素相互扩散形成的,其中In,Sn元素在SiO_x网格中以In-O-Si和Sn-O-Si成键态存在,形成了三元化合物.In和Sn的掺杂不仅在SiO_x的带隙中分别引入了E_v+4.60 eV和E_v+4.0 eV两个电子能级,还产生了与In离子相关的浅掺杂受主能级(E_v+0.3 eV).这些量子态一方面使SiO_x的性能得到改善,在n-Si表面形成与反型层相衔接的p-型宽禁带"准半导体",减少了载流子的复合,促进了内建电场的建立.另一方面有效地降低了异质结势垒高度,增强了ITO-SiO_x(In,Sn)/n-Si光伏器件中光生非平衡载流子的传输概率,促进了填充因子的提升(72%).     

水分子链受限于单壁碳纳米管结构的密度泛函理论研究

本文采用第一性原理的密度泛函理论,主要以(6,6)Armchair型,(11,0)Zigzag型单壁碳纳米管为研究对象,研究了水分子链在碳纳米管内部吸附的稳定结构,以及结合能随其结构的变化.结果表明:当水分子链受限于碳纳米管内部时,引起碳纳米管直径收缩,这主要是由于水分子链与碳纳米管之间的氢键作用以及范德华弱相互作用所引起的.随着碳纳米管半径的增加,两种单体之间的结合能逐渐减小,但当碳纳米管半径增加至6.78时,其结合能又有所增加,这是由于在优化过程中,水分子链单体之间的氢键作用大于水分子链与碳纳米管之 关键词： 水分子链/单壁碳纳米管 密度泛函理论 结构稳定性