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相似文献
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1.
基于密度泛函理论和赝势平面波近似法计算研究了立方钙钛矿KCaF_3的弹性、电子和光学性质.基态时,KCaF_3平衡晶格常数、体积弹性模量和实验及其他计算值一致.根据Hooke定律和Christoffel方程,研究了KCaF_3弹性常数Cij、体积弹性模量B、各向同性波速和弹性各向性异性因子随压力的变化关系.从电子能带理论出发,计算得到了KCaF_3电子能带、态密度和Milliken电荷布居数,并对其电子性质进行了详细分析.结果显示:立方钙钛矿KCaF_3为直接带隙绝缘体材料,其禁带宽度为6.22 e V;电荷主要从Ca和K原子向F原子转移;立方钙钛矿KCaF_3属于纯粹的共价型化合物.同时,本文还计算研究了KCaF_3的光学介电函数、吸收系数、复折射率、能量损失谱和反射系数等光学性质.  相似文献   

2.
基于密度泛函理论和赝势平面波近似法计算研究了立方钙钛矿KCaF3的弹性、电子和光学性质。基态时,KCaF3平衡晶格常数、体积弹性模量和其他计实验和算值一致。根据Hooke定律和Christoffel方程,研究了KCaF3弹性常数Cij、体积弹性模量B、各向同性波速和弹性各向性异性因子随压力的变化关系。从电子能带理论出发,计算得到了KCaF3电子能带、态密度和Milliken电荷布居数,并对其电子性质进行了详细分析。结果显示:立方钙钛矿KCaF3为直接带隙绝缘体材料,其禁带宽度为6.22eV;电荷主要从Ca和K原子向F原子转移;立方钙钛矿KCaF3属于纯粹的共价型化合物。同时,本文还计算研究了KCaF3的光学介电函数、吸收系数、复折射率、能量损失谱和反射系数等光学性质。  相似文献   

3.
基于密度泛函理论和赝势平面波方法研究了立方钙钛矿RbZnF3的电子结构和光学性质;利用静水有限应变技术计算研究了RbZnF3弹性常数Cij、体积弹性模量B和剪切模量G随压力的变化关系。基态下,RbZnF3晶格常数a和体积弹性模量B0计算值与实验值以及其他理论值一致。根据能带结构、总态密度以及分波态密度分析可知:基态下立方钙钛矿结构RbZnF3为间接带隙半导体材料,带隙为3.57eV,与其他计算结果比较,本文计算结果偏低,这是由于局域密度近似(LAD)或广义梯度近似(GGA)交换关联函数的局限性所致。基态下RbZnF3的Mulliken电荷分布和集居数说明:RbZnF3属于共价键和离子键所形成的混合键化合物;RbZnF3的电荷总数主要来源于Rb 4s和4p轨道,Zn 3d轨道,以及F 2s和2p轨道。电荷主要从Rb, Zn原子向F原子转移。同时,本文还计算研究了RbZnF3的光学介电函数、吸收系数、复折射率、能量损失谱和反射系数等光学性质。  相似文献   

4.
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理的平面超赝势方法计算研究了Cu2Se的电子结构、态密度和光 学性质。能带结构分析表明Cu2Se为半金属、上价带主要由Se的4p电子构成下价带主要由Cu的3d电子构成静态介电常数为1.41折射率为7.74吸收系数在可见光范围内最小值为1×105cm−1且在高能区对光子的吸收减小为零其电子能量损失峰在26.84eV正好对应反射系数急剧下降的位置光电导率的波谷出现的能量范围与前面的吸收系数和消光系数的峰值和波谷出现的位置完全对应。  相似文献   

5.
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理的平面超赝势方法计算研究了Cu2Se的电子结构、态密度和光 学性质。能带结构分析表明Cu2Se为半金属、上价带主要由Se的4p电子构成下价带主要由Cu的3d电子构成静态介电常数为1.41折射率为7.74吸收系数在可见光范围内最小值为1×105cm−1且在高能区对光子的吸收减小为零其电子能量损失峰在26.84eV正好对应反射系数急剧下降的位置光电导率的波谷出现的能量范围与前面的吸收系数和消光系数的峰值和波谷出现的位置完全对应。  相似文献   

6.
采用密度泛函理论,赝势平面波方法计算了金属铀a相的晶体结构,弹性常数,体模量,电子能带结构和光学常数(折射率n和消光系数k)等.其中,铀的晶格参数,弹性常数和体模量等与实验及其它第一性原理计算结果十分吻合.计算得到了铀的光学常数,与实验结果作了对比并进行了分析说明.  相似文献   

7.
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,在局域密度近似(LDA)下研究了厚度为0.626~2.711nm (100)面BaHfO3薄膜的电子结构、光学和弹性性质.电子结构和光学性质计算结果表明:以BaO为表面层原子的BaHfO3纳米薄膜均为直接带隙半导体材料,带隙随薄膜厚度减小而逐渐减小,表现出明显的量子尺寸效应,此时薄膜的光学吸收边发生红移,吸收带出现窄化现象.以HfO2作为表面层原子的BaHfO3薄膜则属于间接带隙半导体材料,且带隙随薄膜厚度减小而微弱增加.弹性性质计算结果表明:体弹模量、剪切模量和杨氏模量等表征材料硬度的力学参数均随BaHfO3纳米薄膜厚度减小而显著减小,呈现尺寸效应.电荷密度分布分析揭示了薄膜厚度改变了BaHfO3纳米薄膜的价健特性,这是材料硬度改变的内在原因.该研究结果为BaHfO3纳米薄膜材料的设计与应用提供了理论依据.  相似文献   

8.
利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了在压力作用下CaF2的结构相变和光学性质。结果证实了CaF2的压致结构转变的顺序是从氟石结构(空间群Fm3m)转变到PbCl2型结构(空间群Pnma),然后继续转变为Ni2In型结构(空间群P63/mmc)。在Fm3m和Pnma两种结构中,电子带隙随着压力的增加而增加,而在P63/mmc结构中,带隙随着压力的增加开始下降。实验结果显示,直到210 GPa,CaF2没有发生由绝缘体到金属的转变。据此推测,CaF2的金属化压力高于300 GPa。还讨论了压力对CaF2光学性质的影响。  相似文献   

9.
 利用基于密度泛函的第一性原理,计算了高压下TiN的结构转变、弹性和热力学性质。计算结果表明:在压力作用下,TiN经历了从NaCl型结构到CsCl型结构的转变,转变压力为348 GPa;TiN的弹性系数随着压力的增加呈线性增加规律。此外,还给出了德拜温度和热容量这两个重要热力学量与温度和(或)压力的依赖关系。  相似文献   

10.
本文从第一性原理出发,基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(GGA)方法,对不同压力下YB6的电子结构及光学性质方面进行了研究。结果表明:在一定的压力范围内随着压力的增大,费米面以上的能带往高能量处移动,费米面以下的能带往低能量处移动。能量损失谱的第一个峰随着压力的增大往高能量处移动,并且峰强增大。这表明可以通过压力来调节YB6在可见光区的吸收谷的位置及强度,在高压下YB6将展现更好的隔热性能。  相似文献   

11.
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算,对Nb掺杂CrSi2的晶格结构、弹性性质,电子结构和光学性质进行了系统的研究. 研究结果表明:随着Nb掺杂浓度增加,弹性常数、体变模量、剪切模量、杨氏模量均减小,而且能带间隙也逐渐减小,表现为p型掺杂特点. 基于电子结构计算结果以及已知的实验结果, 讨论了Nb掺杂CrSi2后对其复介电函数、折射率、消光系数、反射率和吸收谱等光学性质的影响.  相似文献   

12.
Mg2Sn电子结构及热力学性质的第一性原理计算   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
刘娜娜  宋仁伯  孙翰英  杜大伟 《物理学报》2008,57(11):7145-7150
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  相似文献   

13.
王瑨  李春梅  敖靖  李凤  陈志谦 《物理学报》2013,62(8):87102-087102
基于密度泛函理论平面波方法研究了IVB族过渡金属氮化物TiN, ZrN, HfN的电子结构、 弹性性质和光学性质. 研究表明, IVB族过渡金属氮化物晶格的电子结构分别体现了共价性、 离子性和金属性, 且基态下体系呈金属性. 各晶格在坐标基矢方向上的杨氏模量的数值与体对角线方向上的差距明显, 体现出典型的弹性性质各向异性, 这导致了实验研究在制备其薄膜时不可避免地产生晶格畸变与微裂纹. 伴随着态密度中赝隙的红移, TiN, ZrN, HfN的金属性依次增强, 使得材料在力学性能方面脆性减弱, 单晶的各向异性程度提升, 以及光学性质方面电子跃迁机理由带内跃迁到带间跃迁转变所需入射光子能量的蓝移和光谱选择性能的下降. 因此, 通过降低IVB族过渡金属氮化物中自由电子的组分以加强材料的共价性, 有利于提高材料弹性性质的各向同性, 改善材料的光谱选择性能. 关键词: 第一性原理 弹性性质 光学性质  相似文献   

14.
The elastic, electronic, thermodynamic and optical properties of the zinc-blende structure aluminum nitride (AlN) under high pressure have been investigated using first-principles calculations. The dependencies of the elastic constants, the bulk modulus, the shear modulus and energy gaps on the applied pressure are presented, and the results are in good agreement with comparable experimental and theoretical values. Also, the energy band structure and density of states under high pressure have been analysed. Furthermore, the optical constants, including the dielectric function, optical reflectivity, refractive index and electron energy loss, are discussed for radiation up to 50 eV.  相似文献   

15.
H. Koc  A. Yildirim  E. Deligoz 《中国物理 B》2012,21(9):97102-097102
The structural, elastic, electronic, optical, and vibrational properties of cubic PdGa compound are investigated using the norm-conserving pseudopotentials within the local density approximation (LDA) in the framework of the density functional theory. The calculated lattice constant has been compared with the experimental value and has been found to be in good agreement with experimental data. The obtained electronic band structures show that PdGa compound has no band gap. The second-order elastic constants have been calculated, and the other related quantities such as the Young’s modulus, shear modulus, Poisson’s ratio, anisotropy factor, sound velocities, and Debye temperature have also been estimated. Our calculated results of elastic constants show that this compound is mechanically stable. Furthermore, the real and imaginary parts of the dielectric function and the optical constants such as the electron energy-loss function, the optical dielectric constant and the effective number of electrons per unit cell are calculated and presented in the study. The phonon dispersion curves are also derived using the direct method.  相似文献   

16.
First-principles calculations of structural, electronic, optical, elastic, mechanical properties, and Born effective charges of monoclinic HfO2 are performed with the plane-wave pseudopotential technique based on the density-functional theory. The calculated structural properties are consistent with the previous theoretical and experimental results. The electronic structure reveals that monoclinic HfO2 has an indirect band gap. The analyses of density of states and Mulliken charges show mainly covalent nature in Hf-O bonds. Optical properties, including the dielectric function, refractive index, extinction coefficient, reflectivity, absorption coefficient, loss function, and optical conductivity each as a function of photon energy are calculated and show an optical anisotropy. Moreover, the independent elastic constants, bulk modulus, shear modulus, Young's modulus, Poisson's ratio, compressibility, Lam6 constant, sound velocity, Debye temperature, and Born effective charges of monoclinic HfO2 are obtained, which may help to understand monoclinic HfO2 for future work.  相似文献   

17.
李晓凤  刘中利  彭卫民  赵阿可 《物理学报》2011,60(7):76501-076501
利用密度泛函理论的平面波赝势方法预测研究了CaPo从岩盐结构(B1结构)到氯化铯结构(B2结构)的相变以及B1结构CaPo高压下的弹性性质以及热力学性质等.通过等焓原理发现B1→B2的相变压力为22.8GPa. 同时计算了B1结构CaPo高压下的弹性常数以及剪切模量、杨氏模量等相关弹性参数,结果发现当压力超过20GPa时,B1结构CaPo开始不稳定了,这和等焓原理所得结果相符合. 最后通过Debye模型成功获取了B1结构C 关键词: 相变 弹性性质 热力学性质 CaPo  相似文献   

18.
The elastic constants and thermodynamic properties of c-BN are calculated using the first-principles plane wave method with the relativistic analytic pseudopotential of the Hartwigen, Goedecker and Hutter (HGH) type in the frame of local density approximation and using the quasi-harmonic Debye model, separately. Moreover, the dependences of the normalized volume V/V0 on pressure P, as well as the bulk modulus B, the thermal expansion α, and the heat capacity CV on pressure P and temperature T are also successfully obtained.  相似文献   

19.
We report a systematic study of the structural, electronic, optical and elastic properties of the ternary ruthenium-based hydrides A2RuH6 (A = Mg, Ca, Sr and Ba) within two complementary first-principles approaches. We describe the properties of the A2RuH6 systems looking for trends on different properties as a function of the A sublattice. Our results are in agreement with experimental ones when the latter are available. In particular, our theoretical lattice parameters obtained using the GGA-PBEsol to include the exchange-correlation functional are in good agreement with experiment. Analysis of the calculated electronic band structure diagrams suggests that these hydrides are wide nearly direct band semiconductors, with a very slight deviation from the ideal direct-band gap behaviour and they are expected to have a poor hole-type electrical conductivity. The TB-mBJ potential has been used to correct the deficiency of the standard GGA for predicting the optoelectronic properties. The calculated TB-mBJ fundamental band gaps are about 3.53, 3.11, 2.99 and 2.68 eV for Mg2RuH6, Ca2RuH6, Sr2RuH6 and Ba2RuH6, respectively. Calculated density of states spectra demonstrates that the topmost valence bands consist of d orbitals of the Ru atoms, classifying these materials as d-type hydrides. Analysis of charge density maps tells that these systems can be classified as mixed ionic-covalent bonding materials. Optical spectra in a wide energy range from 0 to 30 eV have been provided and the origin of the observed peaks and structures has been assigned. Optical spectra in the visible range of solar spectrum suggest these hydrides for use as antireflection coatings. The single-crystal and polycrystalline elastic moduli and their related properties have been numerically estimated and analysed for the first time.  相似文献   

20.
焦照勇  杨继飞  张现周  马淑红  郭永亮 《物理学报》2011,60(11):117103-117103
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波赝势方法,结合广义梯度近似(GGA)下的RPBE和局域密度近似(LDA)的CA-PZ交换-关联泛函对闪锌矿结构的GaN在高压的性质进行了系统研究. 计算结果表明:弹性常数、体模量、杨氏模量和能隙都具有明显的外压力效应,计算结果与实验值和理论值很好的符合. 同时利用计算的能带结构和态密度系统分析了GaN的介电函数、折射率、反射率、吸收系数和能量损失函数等光学性质及其外压力效应. 分析结果为GaN的设计与应用提供了理论依据. 关键词: 第一性原理计算 电子结构 光学性质 闪锌矿GaN  相似文献   

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