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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 31 毫秒
1.
β-Si3N4电子结构和光学性质的第一性原理研究   总被引:5,自引:3,他引:2       下载免费PDF全文
采用基于密度泛函的平面波赝势方法(PWP)和广义梯度近似(GGA),计算了β相氮化硅(β-Si3N4)的电子结构和光学性质,得到的晶格常数、能带结构等均与实验结果较好符合.进一步还研究了β-Si3N4的光吸收系数以及禁带宽度随外压力的变化规律,为β-Si3N4材料在高压条件下的应用提供了理论参考.  相似文献   

2.
掺稀土元素(Y,La)的γ-Si3N4的电子结构和光学性质   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
采用基于密度泛函的平面赝势方法(PWP)和广义梯度近似(GGA),计算了未掺杂和掺杂稀土(Y,La)的γ-Si3N4中N-Y(La)键的布居值和它们的键长、掺杂后能带结构和态密度.发现掺杂后的带隙要减小,并且可能形成新的半导体,这将为找到新的半导体提供一个方向.还进一步研究了掺杂稀土(Y,La)后的光学性质,掺杂后有更高的静态介电常数,可以作为新的介电材料和好的折射材料,这对于一定的光学元件有潜在的应用前景.  相似文献   

3.
γ-Si3N4在高压下的电子结构和物理性质研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
采用基于密度泛函平面波赝势方法(PWP)和广义梯度近似(GGA-PW91),计算了不同压强下γ-Si3N4的电子结构、光学性质和力学性质.基于计算结果,分析讨论了γ-Si3N4各物理参数随外压力的变化规律.计算表明,γ-Si3N4是一种适合于在高压条件下工作的材料.  相似文献   

4.
The plane-wave pseudo-potential method within the framework of ab initio technique is used to investigate the structural and elastic properties of α-and β-Si3N4. The ground-state parameters accord quite well with the experimental data. Our calculation reveals that α-Si3N4 can retain its stability to at least 40 GPa when compressed at 300 K. The α → β phase transformation would not occur in a pressure range of 0-40 (3Pa and a temperature range of 0 300 K. Actually, the α → β transition occurs at 1600 K and 7.98 GPa. For α-and β-Si3N4, the c axes are slightly more incompressible than the a axes. We conclude that β-Si3N4 is a hard material and ductile in nature. On the other hand, β-Si3N4 is also found to be an ionic material and can retain its mechanical stability in a pressure range of 0 - 010 GPa. Besides, the thermodynamic properties such as entropy, heat capacity, and Debye temperature of α-and β-Si3N4 are determined at various temperatures and pressures. Significant features in these properties are observed at high temperature. The calculated results are in good agreement with available experimental data and previous theoretical values. Many fundamental solid-state properties are reported at high pressure and high temperature. Therefore, our results may provide useful information for theoretical and experimental investigations of the Si3N4 polymorphs.  相似文献   

5.
陈东  余本海 《中国物理 B》2013,22(2):23104-023104
The equilibrium crystal structures,lattice parameters,elastic constants,and elastic moduli of the polymorphs α-,β-,and γ-Si3N4,have been calculated by first-principles method.β-Si3N4 is ductile in nature and has an ionic bonding.γSi3N4 is found to be a brittle material and has covalent chemical bonds,especially at high pressures.The phase boundary of the β→γ transition is obtained and a positive slope is found.This indicates that at higher temperatures it requires higher pressures to synthesize γ-Si3N4.On the other hand,the α→γ phase boundary can be described as P = 14.37198+ 3.27 × 10?3T-7.83911 × 10?7T2-3.13552 × 10?10T3.The phase transition from α-to γ-Si3N4 occurs at 16.1 GPa and 1700 K.Then,the dependencies of bulk modulus,heat capacity,and thermal expansion on the pressure P are obtained in the ranges of 0 GPa-30 GPa and 0 K-2000 K.Significant features in these properties are observed at high temperatures.It turns out that the thermal expansion of γ-Si3N4 is larger than that of α-Si3N4 over wide pressure and temperature ranges.The evolutions of the heat capacity with temperature for the Si3N4 polymorphs are close to each other,which are important for possible applications of Si3N4.  相似文献   

6.
基于密度泛函理论的广义梯度近似方法研究了中性单点缺陷γ-Si3N4的能量、电子结构和光学性质. N缺陷的结合能和形成能比Si(8)和Si(4)位的都低,显示γ-Si3N4中N缺陷更易形成. 分析了各种缺陷情况下相应的态密度. Si缺陷能形成p型半导体,N缺陷使材料形成间接带隙的n型半导体. Si缺陷情况下,物质有相对大的静态介电常数,在可见光区和红外区,吸收和反射得到显著改善,但是N缺陷却没什么影响.  相似文献   

7.
氮化硅在常态下的两种已知物相(α和β相)均为六方结构,最近新发现第3种具有立方尖晶石结构的氮化硅(以下称立方氮化硅或γ-Si3N4)可通过高温高压条件合成得到,是继金刚石、立方氮化硼之后的又一种超硬材料。各国学者在合成立方氮化硅的研究中开展了积极的工作,然而,目前所用的技术手段仅能合成出极少量的γ-Si3N4粉体样品,无法进一步开展其块体材料的研究,并制约了该新材料在工业技术中的应用。  相似文献   

8.
谭兴毅  陈长乐  金克新 《物理学报》2011,60(10):107105-107105
基于密度泛函理论,从头计算了N以及N和Sb共掺BaSnO3的电子结构和光学性质.结果表明N单掺BaSnO3与N和Sb共掺BaSnO3均为p型透明导电材料,在可见光区透过率均在80%以上,且N和Sb共掺具有更高的电导率.计算结果为实验上制备p型钙钛矿结构透明导电材料提供了强有力的理论指导. 关键词: p型透明导电材料 电子结构 光学性质  相似文献   

9.
谭兴毅  陈长乐  金克新  陈鹏 《物理学报》2011,60(12):127102-127102
基于密度泛函理论,从头计算了N掺杂立方结构钛酸盐的电子结构和磁学性质.结果表明,N掺杂钛酸盐在自旋极化状态下的总能量比自旋非极化状态下的总能量小,说明N掺杂钛酸盐的基态具有铁磁性.从态密度和自旋密度分析可知,其磁性源于掺杂的N 2p电子和价带顶O 2p电子间的p-p耦合作用. 关键词: 钛酸盐 电子结构 磁学性质  相似文献   

10.
用密度泛函理论(DFT)中的杂化密度泛函B3LYP方法,在6-31G(d)的水平上对Si4N4团簇的可能结构进行了几何结构优化和电子结构计算,得到了可能的17个异构体.Si4N4团簇的最稳定结构是有8个Si-N键的平面结构.用自然键轨道(NBO)方法分析了成键性质.计算结果表明,Si-N键中Si原子向N原子有较大的电荷转移,因此Si-N原子间有较强的电相互作用;最强的IR和Raman谱峰分别位于1387.64cm-1和1415.05cm-1处;并计算了Si4N4团簇的最稳定结构的极化率和超极化率.  相似文献   

11.
MgCNi3的电子结构、光学性质与超导电性   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
用第一性原理的密度泛函能带计算方法研究了新近发现的超导体MgCNi3的电子能带结构.计算结果表明其电子结构的基本特征是:Ni的3d态和C的2p态的杂化组成了MgCNi3的导带,费米面附近的物理性质主要由来源于Ni的3d电子态决定.在费米能级(EF)以下30eV的范围内,Ni 3d态构成了能带色散微弱的密集电子态,EF恰好落在Ni 3dyz+zx和3d3z2-r2电子态密度.C 2p态分布在EF以下40—70eV的区域内,Mg主要是以二价离子Mg2+的形式存在.Mg原子的掺杂导致了Ni原子的3d态基本上全部占据,引起Ni原子磁矩的消失.费米能级EF处的态密度N(EF)是550(states/eV·cell),由此得到的Sommerfeld常数γeal~445mJ/mol·K2.基于第一性原理的光学性质的计算结果表明:在0—12eV的范围内光吸收主要是从占据的Ni 3d态向C 2p和Ni4s的跃迁.根据这些结果得出结论:MgCNi3的超导电性基本上是强耦合的BCS电子-声子作用机理. 关键词: MgCNi3 高温超导体 电子结构 光学性质  相似文献   

12.
采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,结合广义梯度近似(GGA)研究了过渡族金属(Mn,Fe,Co,Cu)与N共掺杂ZnO的能带结构、电子态密度分布、差分电荷密度和光学性质.计算表明Mn,Fe,Co与N共掺ZnO的光学性质与Mn,Fe,Co单掺杂相近,但是过渡族金属与N共掺杂有利于获得p型ZnO. 关键词: ZnO 第一性原理 电子结构 光学性质  相似文献   

13.
利用扫描隧道显微镜(STM)对Si(111)在氨气气氛下进行氮化所获得的氮化硅薄膜形貌和表面结构进行了系统分析,结果表明在1075-1275 K的温度下对Si(111)进行氮化可以获得较平整的晶态β-Si3N4薄膜,并在氮化膜表面观察到了Si3N4(0001)表面的(4×4)再构.  相似文献   

14.
分别用PW91,B3LYP两种密度泛函方法和全电子高斯基组对β-Si3N4的几何结构进行全优化(包括晶格参数和原子坐标),结果和实验值符合良好. 同时计算了能带结构和态密度. 在此基础上分别用上述两种方法计算了Γ点拉曼振动频率,并按对称性进行分类,将得到的11种拉曼活性模式的频率值与实验值以及其他文献值进行了比较,进一步确定了Ag模式为中等频率,值约459cm-1. 计算结果表明,B3LYP总体计算结果优于PW91. 对于中低频段的拉曼频率,两者与实验值相差最大为2和17cm-1. 对于高频段,两者与实验值相差最大为16和35cm-1. 同时计算了β-Si3N4的Γ点红外振动频率,通过对比实验结果,将其红外光谱进行了归属.  相似文献   

15.
李世娜  刘永 《物理学报》2010,59(10):6882-6888
利用基于密度泛函理论的第一性原理全势线性缀加平面波方法,研究了立方反ReO3结构Cu3N在零温(0K)零压下的平衡晶格常数、体弹模量及其对压强的一阶导数,计算结果与其他实验及理论结果基本相符.同时得出Cu3N的弹性常数,Poisson比等,并分析出Cu3N在零温零压下是稳定的.通过准谐Debye模型计算Cu3N的热力学性质,得到了Cu3N的晶格常数、等压比热容、等容比热容、热胀系数与温度和压强之间的关系,同时计算出不同温度不同压强下其体弹模量及Debye温度的值。  相似文献   

16.
The plane-wave pseudo-potential method within the framework of ab initio technique is used to investigate the structural and elastic properties of α-and β-Si3N4.The ground-state parameters accord quite well with the experimental data.Our calculation reveals that α-Si3N4 can retain its stability to at least 40 GPa when compressed at 300 K.The α→β phase transformation would not occur in a pressure range of 0-40 GPa and a temperature range of 0-300 K.Actually,the α→β transition occurs at 1600 K and 7.98 GPa.For α-and β-Si3N4,the c axes are slightly more incompressible than the a axes.We conclude that β-Si3N4 is a hard material and ductile in nature.On the other hand,β-Si3N4 is also found to be an ionic material and can retain its mechanical stability in a pressure range of 0-10 GPa.Besides,the thermodynamic properties such as entropy,heat capacity,and Debye temperature of α-and β-Si3N4 are determined at various temperatures and pressures.Significant features in these properties are observed at high temperature.The calculated results are in good agreement with available experimental data and previous theoretical values.Many fundamental solid-state properties are reported at high pressure and high temperature.Therefore,our results may provide useful information for theoretical and experimental investigations of the Si3N4 polymorphs.  相似文献   

17.
余本海  陈东 《中国物理 B》2012,21(6):60508-060508
The plane-wave pseudo-potential method within the framework of ab initio technique is used to investigate the structural and elastic properties of α-and β-Si3N4.The ground-state parameters accord quite well with the experimental data.Our calculation reveals that α-Si3N4 can retain its stability to at least 40 GPa when compressed at 300 K.The α→β phase transformation would not occur in a pressure range of 0-40 GPa and a temperature range of 0-300 K.Actually,the α→β transition occurs at 1600 K and 7.98 GPa.For α-and β-Si3N4,the c axes are slightly more incompressible than the a axes.We conclude that β-Si3N4 is a hard material and ductile in nature.On the other hand,β-Si3N4 is also found to be an ionic material and can retain its mechanical stability in a pressure range of 0-10 GPa.Besides,the thermodynamic properties such as entropy,heat capacity,and Debye temperature of α-and β-Si3N4 are determined at various temperatures and pressures.Significant features in these properties are observed at high temperature.The calculated results are in good agreement with available experimental data and previous theoretical values.Many fundamental solid-state properties are reported at high pressure and high temperature.Therefore,our results may provide useful information for theoretical and experimental investigations of the Si3N4 polymorphs.  相似文献   

18.
用基于平面波赝势密度泛函理论的第一性原理方法研究了高压下空间群为I4-3D,Pna21和Pnam的三种结构的Zr3N4的弹性性质,获得了这三种物质在高压下的体弹模量B,剪切模量G,杨氏模量E,泊松比,B/G等力学性质。结果表明,在高压下这三种结构的Zr3N4都是保持力学稳定的,且这三种结构的Zr3N4在各个方向的可压缩性是各向异性的。三种结构的Zr3N4对应的体弹模量,剪切模量和杨氏模量都是随着压强的增大而增大。其中空间群为I4-3D的Zr3N4有最好的抵抗体积压缩,变形和线性压缩的能力。泊松比和B/G的数据表明三种结构在此压强范围内均有较好的延展性,高压下空间群为Pna21和Pnam的Zr3N4延展性更好。研究结论对理论研究和实验有一定参考价值。  相似文献   

19.
刘强  程新路  李德华  杨则金 《物理学报》2010,59(12):8829-8835
基于密度泛函理论第一性原理方法计算了Al和N共掺对Zn1-xMgxO在紫外光波段和可见光波段光学性质的影响.计算结果表明:光学性质变化主要发生在低能区,在高能区光学性质基本保持不变.介电函数虚部、吸收光谱和消光系数计算表明,Al和N共掺后Zn1-xMgxO的光学吸收边产生红移,对部分紫外光和可见光的吸收增强.介电函数实部和反射光谱计算表明,Al和N共掺后Zn1-xMgxO的反射峰强度增大,静态介电常数ε1(0)从2.64增大为3.23.能量损失谱的计算表明,Al和N共掺后Zn1-xMgxO的等离子体共振频率发生蓝移,共振频率的振幅增大.  相似文献   

20.
用密度泛函理论 (DFT)B3LYP方法 ,在 6 31G 基组水平下 ,全优化计算了环五甲撑五硝胺 (CRX)的分子几何和优化构型下的电子结构 .环C -N键长为 0 .144~ 0 .148nm ,N -NO2 键长为 0 .139~ 0 .142nm ;CRX的最高占有MO(HOMO)能级和最低未占MO(LUMO)能级之间的差值ΔEg(5 .2 0 5 4eV)较大 ,预示CRX较稳定 .基于简谐振动分析求得IR谱频率和强度 .运用统计热力学方法 ,求得在 2 0 0~ 12 0 0K的热力学性质C0p ,m、S0 m 和H0 m.还运用Kamlet公式预示了它的爆速和爆压分别为 916 9m/s和 37.88GPa .  相似文献   

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