双层石墨烯吸附碱金属原子的第一性原理研究

基于密度泛函的第一性原理方法,研究了Li、Na、K和Rb碱金属原子吸附在双层石墨烯(BLG)表面的吸附能、迁移行为、电子性能.研究发现,Li和Na原子在BLG表面吸附易形成团簇,K和Rb原子能够分散吸附.碱金属原子在BLG表面的扩散能垒随原子半径的增加而减小.碱金属原子吸附使电子部分转移至BLG,使体系Fermi能级贯穿导带,表现出金属性.电荷密度差和电荷转移的分析表明,Li、Na、K和Rb与BLG表面以离子键结合.     

碱金属在石墨烯表面吸附,迁移行为的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了3种碱金属(Li,Na,K)在石墨烯表面的吸附性质,迁移行为和电学性质.结果表明:3种碱金属在石墨烯表面的最稳定吸附位都是H位;吸附过程中电荷由碱金属原子向石墨烯片层转移.Li→Na→K,吸附能先减小再增大,吸附的强弱顺序为Li-石墨烯体系K-石墨烯体系Na-石墨烯体系;体系的离子性逐渐增强;碱金属原子在石墨烯表面的迁移激活能逐渐降低,迁移行为更容易实现.     

碱金属在磷烯表面吸附和迁移行为的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的平面波赝势方法研究了碱金属(Li、Na、K)-磷烯体系,分析了体系的吸附性质、电学性质和迁移行为.结果表明:碱金属在磷烯表面的最稳定吸附位都是H位.吸附过程中电荷由碱金属原子转移到磷烯,碱金属-磷烯体系表现出一定的离子性.碱金属-磷烯体系的吸附能从大到小为ΔE_(Li-磷烯)ΔE_(K-磷烯)ΔE_(Na-磷烯).Li→Na→K,随着原子序数的递增,体系的离子性逐渐增强;碱金属原子越来越容易在磷烯表面迁移.     

碱金属在石墨烯表面吸附，迁移行为的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了3种碱金属（Li,Na,K）在石墨烯表面的吸附性质,迁移行为和电学性质。结果表明：3种碱金属在石墨烯表面的最稳定吸附位都是H位;吸附过程中电荷由碱金属原子向石墨烯片层转移。Li→Na→K,吸附能先减小再增大,吸附的强弱顺序为Li−石墨烯体系强于K −石墨烯体系和Na−石墨烯体系;体系的离子性逐渐增强;碱金属原子在石墨烯表面的迁移激活能逐渐降低,迁移行为更容易实现。     

碱金属在磷烯表面吸附，迁移行为的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的平面波赝势方法研究了碱金属（Li、Na、K）−磷烯体系,分析了体系的吸附性质、电学性质和迁移行为. 结果表明：碱金属在磷烯表面的最稳定吸附位都是H位.吸附过程中电荷由碱金属原子转移到磷烯,碱金属−磷烯体系表现出一定的离子性. 碱金属−磷烯体系的吸附能从大到小为ΔELi−磷烯大于ΔEK−磷烯大于ΔENa−磷烯. Li→Na→K,随着原子序数的递增,体系的离子性逐渐增强;碱金属原子越来越容易在磷烯表面迁移.     

碱金属在石墨烯表面吸附，迁移行为的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了3种碱金属（Li,Na,K）在石墨烯表面的吸附性质,迁移行为和电学性质。结果表明：3种碱金属在石墨烯表面的最稳定吸附位都是H位;吸附过程中电荷由碱金属原子向石墨烯片层转移。Li→Na→K,吸附能先减小再增大,吸附的强弱顺序为Li−石墨烯体系强于K −石墨烯体系和Na−石墨烯体系;体系的离子性逐渐增强;碱金属原子在石墨烯表面的迁移激活能逐渐降低,迁移行为更容易实现。     

硅烯饱和吸附碱金属原子的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算, 研究了硅烯饱和吸附碱金属元素原子的稳定性、微观几何结构和电子性质, 并与纯硅烯及其饱和氢化结构进行了对比分析. 研究发现复合物SiX(X=Li, Na, K, Rb)的形成能都是负的, 相对于纯硅烯来说可以稳定存在. Bader电荷分析表明, 电荷从碱金属原子转移至硅原子. 从成键方式来看, 硅烯与氢原子形成共价键, 而与碱金属原子之间形成的键主要是离子性成键, 但还存在部分共价关联成分. 能带计算表明, 锂原子饱和吸附在硅烯形成的复合物SiLi是直接带隙的半导体, 带隙大小为0.34 eV. 其他碱金属饱和吸附在硅烯上形成的复合物都表现为金属性.     

碱金属封装到氧化锌纳米笼的第一原理研究

利用密度泛函理论研究了碱金属(Li、Na、K、Ru)封装到Zn₁₂O₁₂纳米笼的过程. 在298 K和100 kPa,Li和Na原子的封装在热力学上是有利的, 吉布斯自由能为负值, 分别为约-130.12和-68.43 kJ/mol. 随着封装原子大小的增加,封装过程变得不那么有利,封装K和Rb过程的吉布斯自由是正值. 结果表明,LUMO、费米能级、尤其是HOMO向更高的能量转移,以至于HOMO-LUMO能隙明显变窄. 封装后的碱金属簇的功函数由于费米能级转移到     

碱金属在GaAs(110)表面上的吸附

本文讨论Li,Na,K,Cs在GaAs(110)表面上的吸附,考虑理想表面和弛豫表面两种情况。计算采用集团模型,用电荷自洽的ExtendedHucheltheory(缩写为EHT)方法进行。结果表明,吸附后表面原子趋向于理想位置,碱金属原子位于垂直于表面沿[001]方向横跨表面Ga原子的对称平面上。碱金属吸附后的费密能级在价带顶以上约0.7eV处,是由表面Ga原子与碱金属原子间的相互作用决定的。而在价带中碱金属原子主要与表面As原子成键。 关键词：     

碱金属修饰的多孔石墨烯的储氢性能

基于第一性原理深入研究了碱金属原子(Li,Na,K)修饰的多孔石墨烯(PG)体系的储氢性能,并且通过从头算分子动力学模拟了温度对Li-PG吸附的H2分子稳定性的影响.研究结果表明,PG结构的碳环中心是碱金属原子最稳定的吸附位置,PG单胞最多可以吸附4个碱金属原子,Li原子被束缚最强,金属原子间无团聚的倾向;H2分子通过极化机制吸附在碱金属修饰的PG结构上,每个金属原子周围最多可以稳定地吸附3个H2分子;Li-PG对H2分子的吸附最强(平均吸附能为-0.246 eV/H2),Na-PG对H2分子的吸附较弱(平均吸附能为-0.129 eV/H2),K-PG对H2分子的吸附最弱(平均吸附能为-0.056 eV/H2),不适合用做储氢材料;在不考虑外界压强且温度为300 K的情况下,Li-PG结构可稳定地吸附9个H2分子,储氢量为9.25 wt.%;在400 K时,有7个吸附H2分子脱离Li-PG的束缚,在600-700 K的范围内,吸附H2分子全部脱离了Li-PG体系的束缚.     

The scattering lengths for alkali-metal atoms

The collision of alkali-metal atoms at ultralow temperatures have been studied, The Scattering lengths and the effective range are calculated for 7Li, 23Na, 39K, 87Rb, and 133Cs.     

密度泛函理论研究碱金属原子在完美氧化镁(001)表面的吸附

基于平面波赝势法的密度泛函理论系统地研究了孤立碱金属原子(锂、钠、钾、铷、铯)在完美氧化镁(001)表面的吸附. 锂在氧位表面上的吸附能是0.72 eV,大约是其它碱金属的3倍. 锂和表面氧之间较强的相互作用主要是来源于共价键的作用,这可由态密度和差分电荷密度的分析所证实. 讨论碱金属在MgO(001)表面吸附的成键机理.     

Momentum densities and Compton profiles of alkali-metal atoms

It is assumed that the dynamics of valence electrons of alkali-metal atoms can be well accounted for by a quantum-defect theoretic model while the core electrons may be supposed to move in a self-consistent field. This model is used to study the momentum properties of atoms from³Li to³⁷Rb. The numerical results obtained for the momentum density, moments of momentum density and Compton profile are found to be in good agreement with the results of more detailed configuration-interaction calculations for the atom³Li. Similar results for¹¹Na,¹⁹K and³⁷Rb are compared with the corresponding Hartree-Fock-Roothaan values only, for want of data from other realistic calculations     

Study of the Si(111) 7 × 7 surface structure by alkali- metal adsorption

When alkali-metals such as Li, Na, K, Rb and Cs were adsorbed on clean Si(111) 7 × 7 surface at room temperature, the intensity distribution of the original 7 × 7 RHEED pattern changes gradually with the increase of alkali-metal adsorption, and at last a new superstructure with 7 × 7 periodicity, here named δ-7 × 7 structure, has been observed. This change at room temperature can be explained if the 7 × 7 structure is mostly made of displacement. The structure model estimated from the intensity distribution of the δ-7 × 7 pattern is the one that has one vacancy at the corners of the 7 × 7 unit mesh and relaxed surrounding atoms. The change of the 7 × 7 structure by alkali-metal adsorption to this model is naturally understood with our new model (1984). For all alkali metals, by adsorption at high temperature 3 × 1 superstructure has also been observed for the first time.     

The stabilities, electronic structures and elastic properties of Rb-As systems

The structural, electronic and elastic properties of Rb–As systems (RbAs in NaP, LiAs and AuCu structures, RbAs2 in the MgCu2 structure, Rb3 As in Na3As, Cu3 P and Li3Bi structures, and Rb5 As4 in the A5B4 structure) are investigated with the generalized gradient approximation in the frame of density functional theory. The lattice parameters, cohesive energies, formation energies, bulk moduli and the first derivatives of the bulk moduli (to fit Murnaghan’s equation of state) of the considered structures are calculated and reasonable agreement is obtained. In addition, the phase transition pressures are also predicted. The electronic band structures, the partial densities of states corresponding to the band structures and the charge density distributions are presented and analysed. The second-order elastic constants based on the stress-strain method and other related quantities such as Young’s modulus, the shear modulus, Poisson’s ratio, sound velocities, the Debye temperature and shear anisotropy factors are also estimated.     

Correlation between biological activity and energies of electronic transitions in benzodiazepines. Negative ion mass spectrometry and ultraviolet absorption spectroscopy study of some derivatives

A correlation between the energies of electronic singlet transitions in benzodiazepines and their biological activity, which was revealed earlier by means of negative ion mass spectrometry with resonance electron capture, has been verified with a UV absorption spectroscopy investigation. Also, it has been noted that the energies of electronic singlet transitions in benzodiazepines are close in value to the ionization energies of atoms Cs, Rb, K, Na, Li and Tl, the cations of which are known to play an important role in nerve cell excitation processes. Copyright 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

巴基球C60内嵌原子(Li,Na,K,Rb,Cs;F,Cl,Br,I)的稳定存在位置及其复合物的几何与电子结构

本文用量子化学EHMO/ASED方法对巴基球C60内嵌原子(A=Li,Na,K,Rb,Cs;F,Cl,Br,I)进行了计算。结果表明除Li、Na外,其它元素当置于C60笼中心附近时,复合物能量最低,最稳定;对于内嵌Li、Na原子的巴基球(Li@C60)及(Na@C60),当Li、Na位于围绕中心的一个球壳层(r～1.5A)内时最稳定。     

内嵌富勒烯[M@C70] (M=Li, Na, K, Be, Mg, Ca)与[Mg(H2O)6]2+相互作用的密度泛函理论研究

使用密度泛函理论方法, 对内嵌多种碱金属及碱土金属原子(M=Li, Na, K, Be, Mg, Ca)的富勒烯C70与水合Mg(II)离子之间的相互作用进行了理论研究. 首先对各原子(M=Li, Na, K, Be, Mg, Ca)嵌入C70后的形成能进行了讨论, 之后计算了[M@C70]各体系与[Mg(H2O)6]2+的相互作用能, 并采用自然键轨道理论(NBO)研究了电荷转移的情况, 最后进行了电子密度拓扑分析. 结果表明, 内嵌原子半径越大, [M@C70]各体系的热力学稳定性就越高, 转移至[Mg(H2O)6]2+的电荷也随之增加, 二者之间的相互作用属于闭壳层相互作用及共价作用.