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相似文献
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1.
利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法以及准谐德拜模型研究了金红石TiO2的结构和热力学性质.常温常压下所计算的晶格常数、体弹模量及其对压强的一阶导数与实验值和其他理论计算结果相符的较好.另外,我们还计算了体弹模量、热膨胀系数、热容与温度和压强的关系.  相似文献   

2.
利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法以及准谐德拜模型研究了金红石TiO2的结构和热力学性质。常温常压下所计算的晶格常数、体弹模量及其对压强的一阶导数与实验值和其他理论计算结果相符的较好。另外,我们还计算了体弹模量、热膨胀系数、热容与温度和压强的关系。  相似文献   

3.
冯庆  王寅  王渭华  岳远霞 《计算物理》2012,29(4):593-600
采用基于第一性原理的平面波超软赝势方法研究N和S单掺杂以及N和S共掺杂金红石相TiO2的能带结构,态密度和光学性质.结果表明:N掺杂导致禁带宽度减小为1.43 eV,并且在价带上方形成了一条杂质能带;S掺杂导致费米能级上移靠近导带,直接带隙减小为0.32 eV;N和S共掺杂导致能带结构中出现了两条杂质能带,靠近导带的一条杂质能级距离导带底约0.35 eV,靠近价带的一条杂质能级距离价带顶约0.85 eV,杂质能级主要由N原子的2p轨道和S原子的3p轨道组成.N和S掺杂后不但使TiO2的吸收带产生红移,而且在可见光区具有较大的吸收系数,光催化活性增强.  相似文献   

4.
The changes in the GaAs electronic structure due to the arsenic-antisite defect have been calculated by using LDF-LMTO-ASA method to a D2d-symmetry-supercell ( Ga15As1732)c,o ntains 15 gallium atoms, 17 arsenic atoms and 32 empty spheres. The results show that the central AsGa atom is antibonding with its nearest neighbor arsenic atoms and therefore induces gap states in GaAs. The gap states are composed of A1-like state and T2-like state. The bonding properties of gap states have been analyzed in detail by using density of states (DOS) and combined coefficients of wavefunctions. Our results of EA1 =Ev+0.70 eV and= ET2+1.07eV are in good agreement with experiments as well as previous calculation results obtained by other self-consistent methods.  相似文献   

5.
Structures and electronic properties of the pentaerythritol (PE) crystal under volume compression up to 0.85V0 are studied by E - V fitting method using density functional theory (DFT). The compression dependences of the cell volumes, lattice constants, and molecular geometries of solid PE are presented and discussed. It is found that the solid PE presents anisotropy along a- and c-axes, and the c axis is the most compressible. Decreasing anisotropy ratio (c/a) with elevating compression suggests an enhancement of the vdW interaction with increasing compression. The C-C and C-H bonds are significantly reduced under compression, which may be related to the sensitivity. The solid PE has indirect band gap (X - G) in the range of the researched compression and the band gap is decreased with compression.  相似文献   

6.
掺Ge锐钛矿相TiO_2光学性质的计算   总被引:1,自引:1,他引:0  
合理的掺杂是改善TiO_2活性,使其光催化性能在可见光照射下发挥作用的最有效途径之一,本文利用基于密度泛函理论的第一原理全电势线性缀加平面波方法计算掺Ge锐钛矿相TiO_2介电函数的实部、虚部和光学吸收系数.计算结果显示掺Ge锐钛矿相TiO_2介电函数虚部谱发生蓝移,与实验趋势相符;通过不用剪刀算符和固定晶格常数两方案研究掺Ge前后光谱的平移,得到蓝移是由于Ge原子替代Ti原子后晶胞体积减小造成.  相似文献   

7.
基于DFT+U方法,对镧掺杂锐钛矿TiO2及其氧空缺的稳定性以及对电子结构、光催化性质的性质进行了第一性原理研究.计算结果表明掺杂浓度和位置对结构稳定性的影响机制符合鲍林规则;结合晶体场理论和结构形变以及态密度的分析发现镧掺杂对带隙的调制不是通过掺杂带的引入,而是由结构形变决定.吸收光谱的模拟结果显示通过镧掺杂会提高可见光的吸收效率,和实验结果吻合.对氧空缺的后续研究表明氧空缺的存在会增强镧掺杂锐钛矿TiO2的稳定性,提高其光催化活性.  相似文献   

8.
薄膜沉积过程中TiO_2的金红石相向锐钛矿相转变   总被引:6,自引:0,他引:6  
何志  赵永年 《光散射学报》1999,11(3):198-202
用RF磁控放电方法以纯金属钛做靶材在氩氧混合气体中制备了TiO2薄膜,Raman光谱测量表明,在2Pa工作气压下制备的TiO2薄膜为锐钛矿结构,而在02Pa工作气压下制备的是金红石结构。工作气压的改变引起了TiO2薄膜沉积中的相转变。  相似文献   

9.
立方晶相HfO2电子结构与光学性质的第一性原理计算   总被引:1,自引:1,他引:1  
冯丽萍  刘正堂  许冰 《光学学报》2008,28(11):2191-2194
利用密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法计算了立方晶相二氧化铪(c-HfO2)的电子结构,得到了c-HfO2的总念密度、分波态密度和能带结构.经带隙校正后,计算了c-HfO2的光学线性响应函数随光子能最的变化关系,包括复介电函数,反射率、复折射率以及光学吸收系数,并从理论上给出了c-HfO2材料光学性 质与电子结构的关系.经比较发现,对c-HfO2的电子结构和光学性质的计算结果与已有的实验数据和其它理论研究吻合得较好,从而为c-HfO2光电材料的设计与应用提供了理论依据.同时,计算结果也表明采用密度泛函理论的广义梯度近似来计算和预测c-HfO2材料的电子结构和光学性质是比较可靠的.  相似文献   

10.
采用基于密度泛函理论(density functional theory,DFT)的Castep(MS 5.5)软件包进行计算,计算方法为广义梯度近似(generalized gradient approximation,GGA)下的Predew-Burke-Ernzerhof交换关联泛函和投影缀加平面波方法,构建2×2×1锐钛矿相二氧化钛单掺杂Ni、V、Zr、W等金属原子及N、P、S等非金属原子的晶胞模型,对掺杂锐钛矿相二氧化钛的能带结构、态密度和吸收光谱进行了计算.计算结果表明:Ni、V、Zr、W、P、N、S单掺杂二氧化钛的带隙宽度,除了W元素,其它掺杂元素都使带隙变窄,吸收光谱发生一定程度的红移.同时计算结果也表明,在金属和非金属共掺杂的作用下,由于共掺杂元素的引入,均使得带隙降低,其中P-V和S-Ni共掺杂的带隙最小,光学性质显示S-Ni共掺杂吸收边带最宽,对可见光的利用率最高,理论上S-Ni共掺杂锐钛矿二氧化钛具有良好的光致阴极保护效果.  相似文献   

11.
采用基于密度泛函的第一性原理研究了稀土元素La、Ce共掺杂锐钛矿相TiO2的缺陷形成能,缺陷电荷转变能级以及电子结构.研究发现,富氧状态下La、Ce掺杂以及La-Ce共掺的缺陷形成能均为负值,而贫氧状态下La、Ce掺杂形成能为正,表明La、Ce的掺杂TiO2只能在氧气氛制备条件下进行;替代Ti掺杂缺陷电荷转变能级计算结果表明:0/1-的缺陷电荷转变能级分别位于VBM上面0.522 eV及2.440 eV处;与纯锐钛矿相TiO2相比,La、Ce单掺杂以及La-Ce共掺杂均能减小TiO2的禁带宽度,但共掺杂体系的禁带宽度更窄,因此共掺杂体系将更有利于提高TiO2对可见光的响应能力和光催化性能.  相似文献   

12.
Quasiparticle band structures of the defective anatase TiO2 bulk with O vacancy, Ti interstitial and H interstitial are investigated by the GW method within many-body Green''s function theory. The computed direct band gap of the perfect anatase bulk is 4.3 eV, far larger than the experimental optical absorption edge (3.2 eV). We found that this can be ascribed to the inherent defects in anatase which drag the conduction band (CB) edge down. The occupied band-gap states induced by these defects locate close to the CB edge, excluding the possible contribution of these bulk defects to the deep band-gap state below CB as observed in experiments.  相似文献   

13.
14.
基于密度泛函理论,采用第一性原理赝势平面波方法计算了Co、Cr单掺杂以及Co-Cr共掺杂金红石型TiO2的能带结构、态密度和光学性质.计算结果表明:纯金红石的禁带宽度为3.0eV,Co掺杂金红石型TiO2的带隙为1.21eV,导带顶和价带底都位于G点处,仍为直接带隙,在价带与导带之间出现了由Co 3d和Ti 3d轨道杂化形成的杂质能级;Cr掺杂金红石型TiO2的直接带隙为0.85eV,在价带与导带之间的杂质能级由Cr 3d和Ti 3d轨道杂化轨道构成,导带和价带都向低能级方向移动;Co-Cr共掺杂,由于电子的强烈杂化,使O-2p态和Ti-3d态向Co-3d和Cr-3d态移动,使价带顶能级向高能级移动而导带底能级向低能方向移动,极大地减小了禁带的宽度,也是共掺杂改性的离子选择依据.掺杂金红石型TiO2的介电峰、折射率和吸收系数峰都向低能方向移动;在E2.029eV的范围内,纯金红石的ε2、k和吸收系数为零,掺杂后的跃迁强度都大于未掺杂时的跃迁强度,Co-Cr共掺杂的跃迁强度大于Co掺杂及Cr掺杂,说明Co、Cr共掺杂更能增强电子在低能端的光学跃迁,具有更佳的可见光催化性能.  相似文献   

15.
16.
锐钛矿相TiO2光学性质的计算   总被引:2,自引:1,他引:1       下载免费PDF全文
陈华 《发光学报》2009,30(5):697-701
TiO2具有良好的光学、电学和化学性质,锐钛矿相 TiO2具有更突出的光催化特性,是一种有广泛用途的宽禁带氧化物半导体。利用基于密度泛函理论的第一原理全电势线性缀加平面波方法计算锐钛矿相TiO2介电函数的实部、虚部和光学吸收系数,其中能隙值利用剪刀算符修正为3.2 eV。计算结果与实验符合得很好,同时说明广义梯度近似与局域密度近似相比对锐钛矿相TiO2光学性质的计算没有明显的改善。  相似文献   

17.
Physics of the Solid State - The electronic structure and the optical properties of the DyFe2Si2 compound have been studied. The calculations of the energy band spectrum taking into account the...  相似文献   

18.
We investigate the structures and the melting temperature of the Si6 cluster by using the first-principles pseudopotential method in real space and Langevin molecular dynamics. It is shown that the ground structure of the Si6 cluster is a square bipyramid, and the corresponding melting temperature is about 1923 K. In the heating procedure, the structures of the Si6 cluster change from high symmetry structures containing 5-8 bonds, via prolate structures containing 3-4 bonds, to oblate structures containing 1-2 bonds.  相似文献   

19.
杜宇雷 《中国物理快报》2009,26(11):168-170
We perform a first-principles study on the electronic structure and elastic properties of TiaA1C with an antiperovskite structure. The absence of band gap at the Fermi level and the finite value of the density of states at the Fermi energy reveal the metallic behavior of this compound. The elastic constants of Ti3AlC are derived yielding c11 = 356 GPa, c12 = 55 GPa, c44 = 157 GPa. The bulk modulus B, shear modulus G and Young's modulus E are determined to be 156, 151 and 342 GPa, respectively. These properties are compared with those of Ti3AlC2 and Ti2AlC with a layered structure in the Ti-Al-C system and FeaAlC with the same antiperovskite structure.  相似文献   

20.
Physics of the Solid State - The electronic structure and optical properties of a binary intermetallic FeSb2 compound are studied. The calculations of the band structure, that demonstrate the...  相似文献   

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