MnPd合金相变，弹性和热力学性质的第一性原理研究

运用基于密度泛函理论第一性原理方法研究了MnPd从立方顺磁到四方反铁磁的相变以及其弹性性质和热力学性质等．结果表明：MnPd合金顺磁立方B2结构在施加了四方应变后，结构不稳定，会发生结构相变形成四方顺磁结构．四方顺磁相弹性稳定，然而在考虑了磁性后，反铁磁四方相比四方顺磁相能量更低，而且弹性和动力学都稳定，说明反铁磁四方相是MnPd的低温结构．从而得出MnPd合金的相变路径为两步：先发生结构相变从顺磁B2立方结构转变为顺磁四方相，再由磁性诱发相变形成反铁磁四方结构．通过准谐近似得到了摩尔比热容，德拜温度等热力学性质．     

萤石结构TiO2热力学性质的第一性原理计算

利用第一性原理平面波赝势密度泛函理论研究TiO₂的结构,其零温零压下的晶格常数和常温下的体弹模量及其对压强的一阶导数的计算结果与实验值和其他理论计算结果相符.通过准谐德拜模型,获得了相对晶格常数、相对体积、体弹模量、热膨胀系数、热容与温度和压强的关系.     

第一性原理计算高压下金红石TiO2的结构不稳定性及热学性质

采用第一性原理计算研究了金红石TiO₂结构在高压下的不稳定性及热力学性质. 计算的高压下结构参数和零压的声子色散曲线与实验数据十分吻合. 进一步模拟了在不同压力下的声子曲线,在压力下,声子曲线不断软化,?点附近的振动频率不断减小直至虚频,意味着结构的不稳定,根据计算的不同压力下的弹性常数获得了其力学不稳定性,结果表明金红石结构TiO₂在压力高于17.7 GPa时变得不稳定. 根据准谐近似,获得了金红石TiO₂结构的热力学性质,计算结果与现有     

高压下ErNi2B2C弹性性质、电子结构和热力学性质的第一性原理研究

采用密度泛函理论中的赝势平面波方法研究了高压下超导材料 ErNi₂B₂C 的弹性性质、电子结构和热力学性质.分析表明, 弹性常数、体弹模量、剪切模量、杨氏模量和弹性各向异性因子的外压力效应明显. 电子态密度(DOS)的计算结果显示, 在费米能级(E_F)处的 DOS 峰随外界压强的增大显著降低, 由于 ErNi₂B₂C 相对较高的超导温度(T_c)起因于E_F处的 DOS 峰, 因此推测压强增大可能会降低 ErNi₂B₂C 的 T_c.类似的现象在超导材料 MgB₂和 SrAlSi 中已被发现.此外, 基于准谐德拜模型, 对 ErNi₂B₂C 在高温高压下的热力学性质的研究表明, 在一定范围内, 温度和压强将对其热膨胀系数和热容产生明显的影响. 关键词： 高压 弹性性质 电子结构 热力学性质     

SrCoO3电子结构和磁学性质的第一性原理研究

通过基于密度泛函理论的广义梯度近似GGA+U方法对铁磁相SrCoO₃的电子结构和磁学性质进行了系统研究.结果表明:随着U值的增大,对于Co离子,主自旋方向的t_2g和e_g态向低能级移动,而次自旋方向的t_2g和e_g态向高能级移动;O2p电子态的分布基本不随U变化.能带结构表明,U大约在7-8eV之间时,SrCoO₃由金属性转变为半金属性.U值小于7eV时,Co离子的磁矩随着U值的增大几乎成线性增大,而当U大于7eV后基本保持不变.结合实验结果,本文认为U取8eV时得到的计算结果更为合理,Co离子的磁矩为3.19μв,且SrCoO₃表现出半金属特性.     

高压下TiC的弹性、电子结构及热力学性质的第一性原理计算

利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法 并结合准谐徳拜模型研究了NaCl结构的TiC在高压下的弹性性质、电子结构和热力学性质. 计算所得零温零压下的晶格常数、体弹模量及弹性常数与实验值符合得很好. 零温下弹性常数和弹性模量随压强增大而增大. 通过态密度和电荷密度的分析, Ti-C键随压强增大而增强. 运用准谐德拜模型, 成功计算了TiC在高温高压下的体弹模量、熵、热膨胀系数、徳拜温度、 Grüneisen参数和比热容. 结果表明压强对体弹模量、热膨胀系数和徳拜温度的影响大于温度对其的影响. 热容随着压强升高而减小, 在高温高压下, 热容接近Dulong-Petit极限.     

Mg2Sn电子结构及热力学性质的第一性原理计算

采用基于第一性原理的赝势平面波方法系统地计算了Mg₂Sn基态的电子结构、弹性常数和热力学性质.计算结果表明Mg₂Sn的禁带宽度为0.1198eV.运用线性响应方法确定了声子色散关系和态密度,得出Mg₂Sn的热力学性质如等容比热和德拜温度.计算Mg₂Sn的热导率并与实验数据相比较. 关键词： 第一性原理 电子结构 弹性常数 热力学性质     

氢化铒高温高压下的弹性及热力学性质

利用第一性原理平面波赝势密度泛函理论, 并结合准谐德拜模型, 计算了立方萤石结构ErH2在不同温度和压强下的体积、热膨胀系数、体弹模量和等体热容等弹性性质及热力学性质。在温度高于1 100 K的条件下,计算出的等体热容趋近于Dulong-Petit极限。得到了绝对零度、零压强下ErH2的该结构的晶格常数为0.523 2 nm,与实验值0.523 0 nm非常接近。由不同的原胞体积得出了该体系的单点能与原胞体积的关系的数据;从计算出的高压下的弹性常数,根据立方晶系的力学稳定性条件,推断出立方萤石结构ErH2的相变压力约为20 GPa。     

氢化铒高温高压下的弹性及热力学性质

利用第一性原理平面波赝势密度泛函理论, 并结合准谐德拜模型, 计算了立方萤石结构ErH2在不同温度和压强下的体积、热膨胀系数、体弹模量和等体热容等弹性性质及热力学性质。在温度高于1 100 K的条件下,计算出的等体热容趋近于Dulong-Petit极限。得到了绝对零度、零压强下ErH2的该结构的晶格常数为0.523 2 nm,与实验值0.523 0 nm非常接近。由不同的原胞体积得出了该体系的单点能与原胞体积的关系的数据;从计算出的高压下的弹性常数,根据立方晶系的力学稳定性条件,推断出立方萤石结构ErH2的相变压力约为20 GPa。     

高压下ZnO的结构、弹性性质和吸收光谱的第一性原理研究

 运用基于密度泛函理论（DFT）的平面波赝势方法（PWP）,结合局域密度近似（LDA）以及广义梯度近似（GGA）,系统地研究了ZnO的纤锌矿结构（B4结构）,NaCl结构（B1结构）和CsCl结构（B2结构）在不同压强下的几何结构、弹性性质和吸收光谱。详细研究了ZnO发生的两次相变（B4→B1及B1→B2相变）,得到了不同近似下的相变压强,以及两次相变过程中其弹性常数随压强的变化,并分析了这种变化与相变的关系。发现在高压作用下,ZnO的吸收光谱发生蓝移。通过计算结果和实验结果的比较可以看出,LDA近似下的计算结果更加符合实验结果。     

从头算自洽晶格动力学研究高压下钛结构相的稳定性

借助能够考虑声子间相互作用的从头算自洽晶格动力学方法,计算了钛的高温声子色散曲线,并通过分析其声子频率,计算了高温高压下的声速,并由声速获得了弹性常数的数据．通过分析声子色散 曲线能够直接获得钛各种相的动力学稳定区域,比较各相的自由能,较为准确地获得了钛的相图．     

金红石结构TiO2结构和热力学性质的第一性原理研究

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。     

Structural and Thermodynamic Properties of TiAl intermetallics under High Pressure

The structural and thermodynamic properties of TiAl intermetallics under high pressure have been investigated by ab initio plane-wave pseudopotential density functional theory method.It is found that the ratio of lattice parameter c to a keeps almost constant with a value of 1.02 under the pressure from 0 to 20 GPa,which agrees well with the experimental results.With the pressure increasing from 20 to 45 GPa the values of c/a decrease almost linearly from 1.02 to 0.99.These calculated results indicate under low pressure the variation rate for a-axis is almost the same to that for c-axis,but under higher pressure the variation for a-axis is smaller than along c-axis.Through the quasi-harmonic Debye model,the equation of state(EOS) of TiAl intermetallics,as well as the thermal expansion and heat capacity at various pressures and temperatures are also studied.     

二维MoS2/MoSe2异质材料的电子结构和热电性质研究

利用密度泛函理论结合玻尔兹曼输运理论计算体相和双层二维MoS₂/MoSe₂异质材料的热电性质. 计算表明,体相MoS₂/MoSe₂异质材料的热电性质比之于MoSe₂会有较大程度的提高. 该异质材料热电性质的提高主要源于异质材料本身带隙的减小以及层间的范德瓦尔斯相互作用. 二维MoS₂/MoSe₂异质材料存在热电应用的可能性.     

Structural,electronic and optical properties of Ca3Bi2: First-principles investigation

In this work by applying first principles calculations structural, electronic and optical properties of Ca₃Bi₂ compound in hexagonal and cubic phases are studied within the framework of the density functional theory using the full potential linearized augmented plane wave (FP-LAPW) approach. According to our study band gap for Ca₃Bi₂ in hexagonal phase are 0.47, 0.96 and 1?eV within the PBE-GGA, EV-GGA and mBJ-GGA, respectively. The corresponding values for cubic phase are 1.24, 2.08 and 2.14?eV, respectively. The effects of hydrostatic pressure on the behavior of the electronic properties such as band gap, valence bandwidths and anti-symmetry gap are investigated. It is found that the hydrostatic pressure increases the band widths of all bands below the Fermi energy while it decreases the band gap and the anti-symmetry gap. In our calculations, the dielectric tensor is derived within the random phase approximation (RPA). The first absorption peak in imaginary part of dielectric function for both phases is located in the energy range 2.0–2.5?eV which are beneficial to practical applications in optoelectronic devices in the visible spectral range. For instance, hexagonal phase of Ca₃Bi₂ with a band gap around 1?eV can be applied for photovoltaic application and cubic phase with a band gap of 2?eV can be used for water splitting application. Moreover, we found the optical spectra of hexagonal phase are anisotropic along E||x and E||z.     

UO势函数及其热力学性 (cited: 2)

用从头算组态相互作用(CI)和密度泛函PBE1及B3LPY方法对UO势能曲线进行扫描, 其中U原子选用ECP80MWB AVQZ+2f基组,氧原子选用6-311+G*基组. 在CI, PBE1和B3LYP水平下, 经零点振动能校正后的UO离解能分别为2.38、3.76和3.31 eV. 所计算的能量分别以Morse、Lennard-Jones和Rydberg函数进行拟合. 结果表明,仅Morse函数能较好地描述UO体系的势能曲线. 由PBE1结果得到其非谐振动常数为0.00425,非谐振频率540.95 cm^-1. 还分别依据DFT-UPBE1结果及Morse参数计算了298.2～1500 K 时的熵和热容. 建立了熵与温度之间的关系式.     

Substituent Effect on Infrared Spectra and Thermodynamic Properties of Polynitroamino Substituted Cyclopentane and Cyclohexane

运用密度泛函理论方法计算并研究了多硝基氮杂取代环戊烷和环己烷中的取代基效应. 基于B3LYP/6-31G**水平优化的分子结构,通过简谐振动分析,求得两类单环硝胺的红外光谱并作归属,发现理论计算值与已有实验值吻合较好. 基于统计热力学原理,求得它们的热力学性质,探讨了热力学性质与温度和取代基数目之间的关系. 结果表明,热力学性质与温度变化和取代基数目之间均很好地线性相关,同时取代基数目对热力学性质的变化具有基团加和性     

Structural and electronic properties of YPd5Al2

We present a study of structural and electronic properties of YPd₅Al₂. Specific-heat measurements reveal a relatively low Sommerfeld coefficient of the electronic contribution γ=4.1 mJ mol⁻¹ K⁻². No superconductivity is found down to 0.4 K. First-principles electronic-structure calculations based on density-functional theory have been performed and have been compared with available experimental structural and electronic data.     

Structural Properties of Anthracene Under High Pressure

The aim of our studies is to investigate the nature of intermolecular interactions in crystals based on aromatic molecules. For this purpose we carry out angle dispersive (ADXD) as well as energy dispersive (EDXD) X-ray diffraction experiments under pressure in combination with Rietveld refinement. The other approach is density functional theory (DFT), where our calculations are based on the experimentally obtained lattice parameters. In the present work we focus on anthracene C 14 H 10 (monoclinic space group P2 1 /a) as a representative for the herringbone structure that is common for rigid rod-like molecules. We discuss its structural properties as a function of pressure and find very good agreement between experiment and theory.