TiO$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;纳米管电子结构和光学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方法, 系统研究了小尺寸锐钛矿相(n,0)型TiO₂纳米管(D<16 Å)的几何构型、电子结构和光学性质. 结果表明: 随着管径增大, 体系单位TiO₂分子的形成能降低, 体系趋于稳定; 在管径14 Å左右, (n,0)型TiO₂纳米管会发生一次构型的转变. 能带分析显示, TiO₂纳米管的电子态比较局域化, 小管径下(D<14 Å)其导电性更好; 随着构型的转变, TiO₂纳米管由直接带隙转变为间接带隙, 并且带隙值随着管径的增大而增大, 这是由于π轨道重叠效应的影响大于量子限域效应所导致的结果. 两种效应的竞争, 使得TiO₂纳米管的介电函数虚部ε₂ (ω)谱的峰值位置随管径增大既可能红移也可能蓝移, 管径大于9 Å (即(8, 0)管)之后, TiO₂纳米管的光吸收会出现明显的增强. 关键词： 2纳米管')" href="#">TiO₂纳米管 第一性原理 电子结构 光学性质     

电场诱导(MgO)12储氢的从头计算研究

管状(MgO)₁₂是(MgO)_n的幻数团簇, 非常稳定. 为研究电场对其储氢性能的影响, 本文在B3LYP/6-31G^**水平上研究了电场中H₂在(MgO)₁₂管状结构上的吸附性质. 结果表明 (MgO)₁₂能承受强电场而保持管状结构并被极化, 其偶极矩增大为场强0.01 a.u. 和0.02 a.u.时的9.21和19.39 deb (1 deb=3.33564×10^-30C·m). H₂能稳定吸附在单个Mg/O原子上. 无电场时H₂在Mg上为侧位吸附, 而在O上为端位吸附; 电场中, H₂在Mg和O上均为端位吸附, 且其分子取向沿外电场方向. 由于(MgO)₁₂ 及H₂均被电场极化, 因此H₂在(MgO)₁₂部分位置上的吸附强度显著提高. H₂在3配位的Mg/O上的吸附能由无电场时0.08/0.06 eV分别提高到场强为0.01 a.u.和0.02 a.u.时的0.12/0.11 eV 和0.20/0.26 eV. 电子结构分析表明H₂吸附在Mg原子上时, 向团簇转移电荷, 电场极化效应是其吸附能较无电场时增大的主要原因. 吸附在O原子上时, 一方面由于O阴离子极化效应更强; 另一方面, H₂从(MgO)₁₂得到电荷, 其价轨道与团簇价轨道重叠形成化学键, 因此电场效应更显著. 电场中(MgO)₁₂最多能吸附16个H₂, 相应的质量密度为6.25 wt%.     

磁控溅射方法制备垂直取向FePt/BN颗粒膜

用磁控溅射在热单晶MgO(100)基片上制备了［FePt/BN］多层膜，经真空热处理后，得到具有垂直取向L1₀-FePt/BN颗粒膜.X射线衍射结果和磁性测量的结果表明，［FePt(2nm)/BN(0.5nm)］₁₀和［FePt(1nm)/BN(0.25nm)］₂₀多层膜经700℃热处理1h后，均具有较好的(001)取向.［FePt(1nm)/BN(0.25nm)］₂₀垂直矫顽力达到522kA/m，剩磁比达到0.99，开关场分布S达到0.94，FePt晶粒平均尺寸约15—20nm，适合用于将来超高密度的垂直磁记录介质. 关键词： 磁控溅射 垂直磁记录 0-FePt/BN纳米颗粒膜')" href="#">L1₀-FePt/BN纳米颗粒膜     

高Tc超导π环的自发磁化

分析和计算了Tsuei三晶实验中有一个结是π结的三结π环的自发磁化,发现与单结π环明显不同,当β=2πLI_c/φ₀趋于零时,环中仍有自发磁化.详细计算表明随温度下降,β值增大,自发磁化磁矩很快上升并趋于φ₀/2.很好地说明了Tsuei的自发磁化温度曲线. 关键词： 自发磁化 π结 自由能     

新型激光晶体Yb:KY(WO4)2的结构与光谱

采用顶部籽晶提拉法，以K₂W₂O₇为助溶剂，生长了Yb:KY(WO₄)₂新型激光晶体.经热重-差热分析，确定晶体熔点为1045℃，相变温度为1010℃.X射线粉末衍射测试，验证所生长的晶体为β-Yb:KY(WO₄)₂.晶体结构分析确定Yb:KY(WO₄)₂晶体由WO₆八面体连接而成，WO₆八面体是由双氧桥(WOOW)及单氧桥(WOW)构成.晶体粉末样品室温下的红外及拉曼光谱测试，确定WO₆原子基团、双氧桥及单氧桥的振动频率.晶体的吸收峰位于940nm，980nm，发射峰位于989nm—1030nm. 关键词： 晶体结构 光谱 晶体生长     

磁无序及合金化效应影响Co2CrZ(Z=Ga,Si,Ge)合金相稳定性和弹性常数的第一性原理研究

采用确切的Muffin-Tin轨道结合相干势近似方法,本文系统计算研究了0 K下,磁无序及合金化效应影响Co₂CrZ(Z=Ga,Si,Ge)合金L2₁和DO₂₂相稳定性的规律性及物理机理.研究结果表明,0 K下,L2₁相合金晶格常数、体弹性模量、磁矩和弹性常数均与理论和实验值基本吻合;铁磁下合金具有L2₁结构,随磁无序度(y)的增大,L2₁相能量相对逐渐增大,最终由低于转变到高于D0₂₂相,因此,当y≥0.1(0.2)时,Z=Si和Ge(Z=Ga)的合金具有DO₂₂相稳定结构;随y的增大,L2₁相的四方剪切弹性模量(C’=(C₁₁-C₁₂)/2)还不断软化,表明无论在能量还是力学角度上,磁无序都有利于3种合金发生四方晶格变形;磁无序影响L2₁和D0₂₂相相对稳定性的电子结构机理归因于Jahn-Teller...     

水热法制备的Li4-3xEux(MoO4)2微晶及其发光性能

采用水热法制备了Li_4-3xEu_{x(MoO4)2系列红色荧光粉.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM )和荧光分析(FL)对产物的微结构、形貌和发光性能进行表征分析.XRD分析表明,制备的Li4-3xEux(MoO4)2微晶均为白钨矿四方结构.SEM结果显示:随着x的增大,Li4-3xEux(MoO4)2微晶的晶粒尺寸相应减小,在0.2~0.5 μm之间变化.荧光分析结果表明:源于Eu³⁺的⁵D0→⁷F2和⁵D0→⁷F1电荷转移的592 nm和614 nm的特征发射峰显现明显,后者的发射强度远远大于前者.随着x的增大,样品中Eu³⁺的两个特征发射峰的强度先增大后减小,在x=1.0时达到最大.}     

(α,β,γ)-Nb5Si3电子结构和光学性质研究

基于第一性原理的密度泛函理论赝势平面波方法,采用局域密度近似,计算了不同结构的α-Nb₅Si₃,β-Nb₅Si₃和γ-Nb₅Si₃的电子结构、态密度以及光学性质.计算结果表明,Nb₅Si₃费米能级附近价带主要是由Nb的4d轨道及Si的3s和3p轨道贡献,导带主要由Nb的4d轨道贡献;Nb₅Si₃的光学性质具有各向异性的特征,其零频介电常数ε₁（0）=207,折射率n₀=13;在15 eV以上的高能区表现为无色透明.     

抛物量子线中束缚磁极化子的性质

研究抛物量子线中束缚磁极化子的性质,采用线性组合算符和幺正变换方法导出了强、弱耦合两种情况下的基态能量、振动频率和光学声子平均数.结果表明,无论是强耦合还是弱耦合情况,抛物量子线中束缚磁极化子的振动频率λ、基态能量E₀和光学声子平均数N都随约束强度ω₀的增大而迅速增大.     

Rh掺杂的Ru2Si3的电子结构及光学性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波计算方法,结合广义梯度近似(GGA)对Ru₂Si₃掺Rh原子的电子结构和光学性质进行了研究,计算结果表明:掺入Rh原子使得Ru₂Si₃的晶胞体积有所增大,Rh替换RuⅢ位的Ru原子使得体系处于稳定态,导电类型变为n型,静态介电函数值为ε₁(0)＝25.201 4,折射率n₀的值有所增大为5.02。