Hg2CuTi型Mn2NiGe合金的电子结构、磁性对压力、四方变形的响应

运用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了Hg2CuTi型 Mn2NiGe合金的电子结构对外加压力的响应以及Mn2NiGe的电子结构、磁性对四方变形的响应．结果表明：i）随着外加压力的增加,因Ni、Mn原子间距的减小而导致杂化程度的增强,使得态密度整体向低能区域移动,同时,态密度幅度整体略有减小;ii）在由奥氏体相到马氏体相的变形中,同样因Ni、Mn原子间距的减小而导致杂化程度的增强,占据态的态密度向低能区域移动,体系的能量降低,同时,成键态向低能方向移动,反键态向高能方向移动,能带变宽,成键作用加强,最终导致在马氏体相中的稳定性增大;iii）在四方变形过程中,Mn2NiGe总磁矩的变化主要由Ni原子磁矩的变化所产生．     

新型Heusler合金RuMn2Sn的态密度、磁性对压力、四方变形的响应

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对新型Heusler合金RuMn2 Sn的态密度对外加压力的响应以及其态密度、磁矩对四方变形的响应进行了系统的研究。研究结果表明：1）随着外加压力的增大,态密度向低能区移动,幅度略有增加,原子之间的杂化程度增强,其原因是随外加压力的增大, Ru、Mn以及Sn原子之间的距离减小;2）在由奥氏体态到马氏体态相变的过程中,同样由于合金中各原子之间的距离减小导致态密度向低能区发生移动,体系的能量降低,同时在相变过程中,发现能带变宽,成键作用增强,从而说明马氏体态的稳定性增大;3）在上述相变的过程中, RuMn2 Sn总磁矩的变化主要由Ru原子磁矩的变化决定。     

Heusler合金Mn2 NiAl的电子结构和磁性对四方畸变的响应及其压力响应

运用基于密度泛函理论的第一性原理的投影缀加波方法,对Hg₂CuTi型Mn₂NiAl在由立方结构至四方结构的畸变过程中电子结构和磁性的变化规律及其对压力响应的规律进行了研究.研究发现:在由奥氏体相到马氏体相的相变中,由于Ni-Mn(A)原子间距的减小而使得杂化程度增强,导致占据态的态密度向低能区域移动,体系的能量降低,致使在马氏体相中的稳定性增大;在从奥氏体相到马氏体相的相变中,能带变宽,成键作用加强,从而在马氏体相中的稳定性增大;在四方畸变过程中,总磁矩的变化主要来源于Ni原子磁矩的变化;计算得到Mn₂NiAl的零压体积弹性模量为125.69 GPa,其抗压缩性比其他常见的Heusler型合金弱. 关键词： 第一性原理 电子结构 磁性 四方畸变     

新型Heusler合金RuMn2Sn的态密度、磁性对压力、四方变形的响应

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法, 对新型Heusler合金RuMn2Sn的态密度对外加压力的响应以及RuMn2Sn的态密度、磁矩对四方变形的响应进行了系统的研究. 研究结果表明: 1）随着外加压力的增大，态密度向低能区移动，幅度略有增加，原子之间的杂化程度增强，其原因是随外加压力的增大，Ru、Mn以及Sn原子之间的距离减小；2）在由奥氏体态到马氏体态相变的过程中，同样由于合金中各原子之间的距离减小导致态密度向低能区发生移动，体系的能量降低，同时在相变过程中，发现能带变宽，成键作用增强，从而说明马氏体态的稳定性增大；3）在由奥氏体态到马氏体态相变的过程中，RuMn2Sn总磁矩的变化主要由Ru原子磁矩的变化决定.     

Heusler合金Ni2MnSi的电子结构、磁性、压力响应及四方变形的第一性原理研究

运用基于密度泛函理论的第一性原理的投影扩充波函数（PAW）方法,计算了化学计量的Ni₂MnSi的晶体结构、磁性、电子结构、压力响应以及四方变形. 计算结果表明,在Ni₂MnSi的总磁矩中,Mn原子对总磁矩的贡献最大;Ni₂MnSi的总态密度的低能部分主要由Si-s投影态密度决定,高能部分主要由Ni-d,Mn-d和Si-p的投影态密度决定;Ni₂MnSi在四方变形中,在095<c/a<11 关键词： 第一性原理 电子结构 压力响应 四方变形     

Hg2CuTi型Mn2NiB磁性形状记忆效应的理论预测

运用基于密度泛函理论的第一性原理的投影扩充波函数（PAW）方法,分别计算了Hg2CuTi型Mn2NiB的四方变形、晶体结构、磁性、电子结构、压力响应、温度特性．计算结果显示：在由立方结构至四方结构的变形中,在c/a约为1.33处出现一个能量局域最小值,表明该处存在一个稳定的马氏体相;在奥氏体态和马氏体态下,Mn2NiB的总磁矩均主要由Mn原子提供,但Mn(A)、Mn(B)原子磁矩呈反平行排列且值不等,因而Mn2NiB合金均表现为亚铁磁结构,总磁矩分别是1.736 （奥氏体态）和0.974 （马氏体态）;在奥氏体态和马氏体态下,在费米面附近的总态密度主要由Mn(A)-d、Mn(B)-d的投影态密度决定,但两者在费米面附近交叠都很少,说明Mn(A)、Mn(B)原子之间的d-d直接交换作用均很弱,Mn(A)与Mn(B)之间磁矩的亚铁磁耦合正是由这种弱的d-d直接交换作用来维持．基于以上的计算结果,我们预测Mn2NiB具有磁性形状记忆效应．     

Hg2CuTi型Mn2NiB磁性形状记忆效应的理论预测

运用基于密度泛函理论的第一性原理的投影扩充波函数（PAW）方法,分别计算了Hg2CuTi型Mn2NiB的四方变形、晶体结构、磁性、电子结构、压力响应、温度特性．计算结果显示：在由立方结构至四方结构的变形中,在c/a约为1.33处出现一个能量局域最小值,表明该处存在一个稳定的马氏体相;在奥氏体态和马氏体态下,Mn2NiB的总磁矩均主要由Mn原子提供,但Mn(A)、Mn(B)原子磁矩呈反平行排列且值不等,因而Mn2NiB合金均表现为亚铁磁结构,总磁矩分别是1.736 （奥氏体态）和0.974 （马氏体态）;在奥氏体态和马氏体态下,在费米面附近的总态密度主要由Mn(A)-d、Mn(B)-d的投影态密度决定,但两者在费米面附近交叠都很少,说明Mn(A)、Mn(B)原子之间的d-d直接交换作用均很弱,Mn(A)与Mn(B)之间磁矩的亚铁磁耦合正是由这种弱的d-d直接交换作用来维持．基于以上的计算结果,我们预测Mn2NiB具有磁性形状记忆效应．     

Heusler合金Mn2NiGe磁性形状记忆效应的第一性原理预测

运用基于密度泛函理论的第一性原理,对Hg₂CuTi型Mn₂NiGe的四方变形、晶体结构、磁性、电子结构、压力响应等进行了计算.计算结果表明: 1)在由立方结构至四方结构的转变中,在c/a约为1.34处存在一个稳定的马氏体相;2)在奥氏体态和马氏体态下,Mn原子均是Mn₂NiGe总磁矩的主要贡献者,但Mn(A),Mn(B)原子磁矩的值不等且呈反平行耦合,因而Mn₂N 关键词： 第一性原理 磁性形状记忆 四方变形 马氏体相变     

磁性形状记忆合金Mn_2NiGa性质的第一性原理研究

运用基于密度泛函理论的第一性原理,对Hg_2CuTi型Mn_2NiGa分别在奥氏体态和马氏体态下的晶体结构、磁性、电子结构以及Hg_2CuTi型Mn_2NiGa的压力响应、四方变形等进行了计算.计算结果表明:i)在奥氏体态和马氏体态下,Mn原子均是Mn_2NiGa总磁矩的主要贡献者,但Mn(A)、Mn(B)原子磁矩的值不等且呈反平行耦合,因而Mn_2NiGa合金均表现为亚铁磁结构;ii)在奥氏体态和马氏体态下,Mn(A)-d、Mn(B)-d的投影态密度在费米面附近交叠都很少,说明Mn(A)、Mn(B)原子之间的d-d直接交换作用均很弱,而此时Mn的原子内交换作用很强.这是Mn_2NiGa在奥氏体态和马氏体态下均呈现亚铁磁结构的成因;iii)理论计算出在四方变形中,在c/a约为1.27处出现一个稳定的马氏体相,这与实验结果相符.     

新型Heusler合金RuMn2Sn的磁性形状记忆的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对新型Heusler合金RuMn₂ Sn的晶体结构、电子结构、磁性、四方变形等性质进行了系统的研究.研究结果表明:1)在奥氏体态下,磁性原子Mn对体系总磁矩的贡献最大,其中Mn（A）和Mn（B）原子磁矩的值不等并且呈反平行耦合,导致RuMn₂ Sn具有稳定的亚铁磁基态,该结果与实验一致;2)由XA型立方结构至四方结构的四方变形中,发现c/a约为1.23处存在一个能量更低的稳定的马氏体相,其呈现反铁磁的特性;3)在奥氏体态和马氏体态下,Mn（A）和Mn（B）原子之间弱的d-d直接交换作用是维持它们之间亚铁磁和反铁磁耦合的主要原因.根据上述计算结果,预测RuMn₂ Sn具有良好的磁性形状记忆效应.     

First-principles study of the Li2TiGeO5 ferroelastic phase transition

The electronic structures of ferroelastic lithium titanium germanate are investigated by first-principles method. The structure changes caused by the phase transition are discussed. It is shown that the orthorhombic structure is more stable than the tetragonal structure. The remarkable ferroelastic property largely originates from the Ge–O hybridization, which is enhanced by the Ti–O hybridization. The effective density and potential shows the changes of atoms bonding accompanying the ferroelastic phase transition.     

Structural,electronic,and magnetic properties of vanadium atom-adsorbed MoSe_2 monolayer

Using the first-principles calculations, we study the structural, electronic, and magnetic properties of vanadium adsorbed MoSe_2 monolayer, and the magnetic couplings between the V adatoms at different adsorption concentrations. The calculations show that the V atom is chemically adsorbed on the MoSe_2 monolayer and prefers the location on the top of an Mo atom surrounded by three nearest-neighbor Se atoms. The interatomic electron transfer from the V to the nearestneighbor Se results in the polarized covalent bond with weak covalency, associated with the hybridizations of V with Se and Mo. The V adatom induces local impurity states in the middle of the band gap of pristine MoSe_2, and the peak of density of states right below the Fermi energy is associated with the V- dz~2 orbital. A single V adatom induces a magnetic moment of 5 μBthat mainly distributes on the V-3d and Mo-4d orbitals. The V adatom is in high-spin state, and its local magnetic moment is associated with the mid-gap impurity states that are mainly from the V-3d orbitals. In addition,the crystal field squashes a part of the V-4s electrons into the V-3d orbitals, which enhances the local magnetic moment.The magnetic ground states at different adsorption concentrations are calculated by generalized gradient approximations(GGA) and GGA+U with enhanced electron localization. In addition, the exchange integrals between the nearest-neighbor V adatoms at different adsorption concentrations are calculated by fitting the first-principle total energies of ferromagnetic(FM) and antiferromagnetic(AFM) states to the Heisenberg model. The calculations with GGA show that there is a transition from ferromagnetic to antiferromagnetic ground state with increasing the distance between the V adatoms. We propose an exchange mechanism based on the on-site exchange on Mo and the hybridization between Mo and V, to explain the strong ferromagnetic coupling at a short distance between the V adatoms. However, the ferromagnetic exchange mechanism is sensitive to both the increased inter-adatom distance at low concentration and the enhanced electron localization by GGA+U, which leads to antiferromagnetic ground state, where the antiferromagnetic superexchange is dominant.     

First principles study of structural,magnetic and electronic properties of half-metallic CrO<Subscript>2</Subscript> under pressure

A first-principles tight-binding linear muffin tin orbital (TB-LMTO) method within the local-density approximation is used to calculate the total energy, lattice parameter, bulk modulus, magnetic moment, density of states and energy band structures of half-metallic CrO₂ at ambient as well as at high pressure. The magnetic and structural stabilities are determined from the total energy calculations. From the present study we predict a magnetic transition from ferromagnetic (FM) state to a non-magnetic (NM) state at 65 GPa, which is of second order in nature. We also observe from our calculations that CrO₂ is more stable in tetragonal phase (rutile-type) at ambient conditions and undergoes a transition to an orthorhombic structure (CaCl₂-type) at 9.6 GPa, which is in good agreement with the experimental results. We predict a second structural phase transition from CaCl₂- to fluorite-type structure at 89.6 GPa with a volume collapse of 7.3%, which is yet to be confirmed experimentally. Interestingly, CrO₂ shows half metallicity under ambient conditions. After the first structural phase transition from tetragonal to orthorhombic, half metallicity has been retained in CrO₂ and it vanishes at a pressure of 41.6 GPa. Ferromagnetism is quenched at a pressure of 65 GPa.     

磁性形状记忆合金Mn2NiGa band Jahn-Teller效应的第一性原理研究

运用第一性原理的方法,研究了磁性形状记忆合金Mn₂NiGa在马氏体相变中晶格结构、磁结构、Mn原子d电子结构的变化.研究表明,伴随Mn₂NiGa马氏体相变的发生,形成了一个由两根长键及四根短键组成的拉长八面体结构,即产生了沿z轴拉长的Jahn-Teller畸变;在相变时,位于八面体中心的Mn原子的磁矩发生显著的变化,而作为配体的Ni、Ga原子的磁矩变化很微小;Jahn-Teller畸变的发生,是由于晶体的畸变使配住场产生变化,导致Mn原子d电子态密度重新分布,从而使e_g和t_2g能级分裂所致.     

磁性形状记忆合金Mn2NiGa band Jahn-Teller效应的第一性原理研究

运用第一性原理的方法,研究了磁性形状记忆合金Mn2NiGa在马氏体相变中晶格结构、磁结构、Mn原子d电子结构的变化．研究表明,伴随Mn2NiGa马氏体相变的发生,形成了一个由两根长键及四根短键组成的拉长八面体结构,即产生了沿z轴拉长的Jahn–Teller畸变;在相变时,位于八面体中心的Mn原子的磁矩发生显著的变化,而作为配体的Ni、Ga原子的磁矩变化很微小;Jahn–Teller畸变的发生,是由于晶体的畸变使配位场产生变化,导致Mn原子d电子态密度重新分布,从而使eg和t2g能级分裂所致．     

Structural phase transition in FeBO under pressure

Using the density functional theory the structural and magnetic properties of iron borate under high pressure have been studied. At about P = 22.7 GPa a first order phase transition to the phase described by the same space group Rc has been found. The phase transition is accompanied by a 9% volume change of the unit cell, a four times decrease of the magnetic moment on Fe, an increase of the charge density at Fe, and a disappearance of the energy gap in the electronic density of states. Received 21 September 2001 and Received in final form 6 January 2002 Published online 6 June 2002     

Mn掺杂ZnS(110)表面的电子结构和磁性

采用基于密度泛函理论的第-性原理方法,研究Mn掺杂ZnS(110)表面的电子结构和磁性.计算分析不同掺杂组态的几何参数、形成能、磁矩、电子态密度以及电荷密度.结果表明:单个Mn原子掺杂,替位于表面第二层的Zn原子时体系形成能最低,说明该层是最稳定的掺杂位置.对于两个Mn原子的掺杂,当Mn与Mn之间呈反铁磁耦合时体系最稳定.体系的总磁矩和自由Mn原子的磁矩差别很小,但是Mn原子的局域磁矩却依赖于Mn原子的3d态和近邻S原子的3p态的杂化作用,即受周围S原子环境的变化影响较大.此外,分析电荷密度图得出Mn原子替换Zn原子后与S原子形成了更强的共价键.     

应变和C掺杂对单层BN纳米片的电子结构和磁学性质的影响

利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法, 研究了应变和C原子掺杂对单层BN纳米片的电子结构和磁学性质的影响. 计算结果表明未掺杂的单层BN纳米片具有宽的直接带隙, 在压缩和拉伸应变的作用下, 带隙会分别增大和减小, 但应变对带隙的调制整体效果不太明显. 单个C原子掺入BN纳米片的态密度揭示体系呈现出半金属性(Half-metallicity), 磁矩主要源于C 2p态, 而B 2p和N 2p态在极化作用下也能提供部分磁矩. 两个C原子掺入BN纳米片时, 磁性基态会随着C原子的间距发生变化: 当两C原子为最近邻(nn)和次近邻(nnn)时, 反铁磁态为磁性基态; 而当两C原子为次次近邻(nnnn)时, 铁磁态为基态, 并且其态密度也显示出半金属性.