ReSi1.75电子结构的第一性原理研究

基于第一性原理全势线性缀加平面波方法和局域密度近似(LDA),对ReSi1.75的基态晶格属性进行了研究.结构优化的结果表明,ReSi1.75的基态平衡晶格常数比实验值小约0.6%.在LDA计算基础上,考虑局域的Re的d电子库仑作用,用LDA+U方法计算了ReSi1.75的电子结构,发现当Ueff=U-J=4.4 eV时,能带结构呈半导体性质.具有0.12 ev的间接能隙和0.36 ev的直接能隙.有效质量计算结果表明,ReSi1.75晶体具有强烈的各向异性.Resi1.75的态密度在费米能级附近变化剧烈,通过掺杂改变材料的费米能级位置,有望提高材料的热电性能.     

LSDA+U方法对富勒烯内掺稀土原子的结构和电子结构的理论研究

在密度泛函理论框架下的局域密度近似方法 (LDA)能够准确地给出广延态电子体系的基态电子结构 ,是研究复杂体系的电子结构的一种非常成功的方法。由于这种方法不含参数 ,被广泛地用于微观体系的研究。但是 ,在处理的体系中含有局域电子时 ,由于方法的局限 ,给出的结果与光电子谱等试验结果符合得并不好。LSDA U方法是在局域自旋密度近似的框架下 ,结合模型哈密顿方法 ,对局域电子采用哈伯德模型描述 ,用以改进局域密度近似计算的一种方法。本文利用局域密度近似下的离散变分团簇方法 (DVM )对于内嵌稀土原子的富勒烯Er2 @C82 、Tm @C82 的电子结构进行了第一性原理的计算。对于体系中所含的稀土原子存在强关联的 4f电子 ,在LDA方法计算的基础上 ,考虑 4f电子在位库仑作用 ,用LSDA U方法研究了上述体系 ,得到了可以和XPS和吸收谱相比较的结果。     

ReSi1.75电子结构的第一性原理研究

基于第一性原理全势线性缀加平面波方法和局域密度近似(LDA)，对ReSi_1.75的基态晶格属性进行了研究. 结构优化的结果表明，ReSi_1.75的基态平衡晶格常数比实验值小约0.6%. 在LDA计算基础上，考虑局域的Re的d电子库仑作用，用LDA+U方法计算了ReSi_1.75的电子结构，发现当U_eff=U-J=4.4eV时，能带结构呈半导体性质. 具有0.12eV 关键词： 1.75')" href="#">ReSi_1.75 局域密度近似 自相互修正作用 电子结构     

LSDA+U方法对富勒烯内掺稀土原子的结构和电子结构的理论研究

在密度泛函理论框架下的局域密度近似方法 (LDA)能够准确地给出广延态电子体系的基态电子结构 ,是研究复杂体系的电子结构的一种非常成功的方法。由于这种方法不含参数 ,被广泛地用于微观体系的研究。但是 ,在处理的体系中含有局域电子时 ,由于方法的局限 ,给出的结果与光电子谱等试验结果符合得并不好。LSDA +U方法是在局域自旋密度近似的框架下 ,结合模型哈密顿方法 ,对局域电子采用哈伯德模型描述 ,用以改进局域密度近似计算的一种方法。本文利用局域密度近似下的离散变分团簇方法 (DVM )对于内嵌稀土原子的富勒烯Er2 @C82 、Tm @C82 的电子结构进行了第一性原理的计算。对于体系中所含的稀土原子存在强关联的 4f电子 ,在LDA方法计算的基础上 ,考虑 4f电子在位库仑作用 ,用LSDA +U方法研究了上述体系 ,得到了可以和XPS和吸收谱相比较的结果。     

Fe-Mn合金中ε-马氏体的电子结构和磁性特性

利用原子簇模型和自旋极化离散变分法(DV-Xα),对Fe-Mn合金中ε -马氏体的电子结构和自旋磁矩进行了计算,结果与实验相符;并讨论了原子间距对磁矩 、局域态密度和Fermi能级的影响。     

镁合金电子结构与腐蚀特性研究

采用递归法计算了镁合金电子结构.研究发现Mg的态密度在晶内与表面接近,当表面有氧或氢氧时态密度形状改变很大,因此Mg在晶内、表面性质是接近的,但当合金表面渗透氧或氢时,合金性质有明显变化.Al,Y,La三种元素在晶体表面的掺杂原子镶嵌能均低于各自在晶内的掺杂原子镶嵌能,Al, Y, La从晶内向晶体表面扩散、并在合金表面偏聚.Al-O, Y-O, La-O, Mg-O及Mg-O-H间的亲和能均为负数,这些原子间存在亲和力,可以在合金中相互作用形成化合物.由于Mg-O-H间的亲和能远低于Mg-O的亲和能,因此Mg(OH)₂比MgO更稳定.氧化初期氧与Mg, Al, Y, La等生成氧化物,当合金与腐蚀介质接触时,MgO与腐蚀介质中的水发生反应生成Mg(OH)₂.Al₂O₃,（Y,La）₂O₃及Mg(OH)₂能对合金起到保护作用,提高合金的耐腐蚀性能. 关键词： 电子结构 Mg合金 腐蚀特性     

镁合金电子结构与腐蚀特性研究

采用递归法计算了镁合金电子结构.研究发现Mg的态密度在晶内与表面接近,当表面有氧或氢氧时态密度形状改变很大,因此Mg在晶内、表面性质是接近的,但当合金表面渗透氧或氢时,合金性质有明显变化.Al,Y,La三种元素在晶体表面的掺杂原子镶嵌能均低于各自在晶内的掺杂原子镶嵌能,Al, Y, La从晶内向晶体表面扩散、并在合金表面偏聚.Al-O, Y-O, La-O, Mg-O及Mg-O-H间的亲和能均为负数,这些原子间存在亲和力,可以在合金中相互作用形成化合物.由于Mg-O-H间的亲和能远低于Mg-O的亲和能,因此Mg(OH)₂比MgO更稳定.氧化初期氧与Mg, Al, Y, La等生成氧化物,当合金与腐蚀介质接触时,MgO与腐蚀介质中的水发生反应生成Mg(OH)₂.Al₂O₃,（Y,La）₂O₃及Mg(OH)₂能对合金起到保护作用,提高合金的耐腐蚀性能.     

ZnSe相变、电子结构的第一性原理计算

基于第一性原理平面波赝势(PWP)和广义梯度近似(GGA)方法,对闪锌矿结构(ZB)和岩盐结构(RS)的ZnSe在0—20GPa高压下的几何结构、态密度、能带结构进行了计算研究,分析了闪锌矿结构ZnSe和岩盐结构ZnSe的几何结构.在此基础上,研究了ZnSe的结构相变、弹性常数、成键情况以及相变压强下电子结构的变化机理.结果发现:通过焓相等原理得到的ZB相到RS相的相变压强为15.3GPa,而由弹性常数判据得到的相变压强为11.52GPa,但在9.5GPa左右并没有发现简单立方相的出现;在结构相变过程中,sp3轨道杂化现象并未消除,Zn原子的4s电子在RS相ZnSe的导电性中起主要贡献.     

局域密度泛函法比较研究钕铀的电子结构

镧系元素随着原子序数的增加在填充内部的4f电子壳层时，由于在同-4f壳层中的一个电子被另一个电子的屏蔽是不完全的，因此，作用在每个4f电子的有效核电荷是随原子序数的增大而增大，从而引起4f壳层及半径随原子序数的增大而收缩，导致了原子半径在总趋势上有所缩小的现象（从镧到镥总共缩小了0．11pm）。这个现象同样存在于锕系元素中。尽管镧系元素原子半径的缩小幅度远远小于非过渡元素，但它的影响很大。由于镧系收缩的存在，使镧系后面的各过渡元素的原子半径相应缩小，致使同一副族的第五、六周期过渡元素的原子半径非常接近。     

Cr含量对Ti-Nb-Cr合金抗腐蚀性影响的电子结构计算

许多实验报道中表明合金化元素Cr能够提高Ti基合金的抗腐蚀性.为了解Cr元素含量对Ti-Cr-Nb合金的影响,本文计算了不同Cr含量的Ti-Cr-Nb合金的内聚能、形成能、费米能级和态密度等参数.分析了Cr含量对合金的电子结构稳定性以及腐蚀性能的影响.结果表明:随着Cr含量的增加,体系内聚能升高,形成能增加,体系稳定性略有下降,且材料形成条件变得苛刻;费米能级明显降低,体系不易失去电子,抗腐蚀性能增强;体系金属键增强,失电子能力降低,抗腐蚀性能提高;态密度与差分电荷密度研究表明, Cr含量的增加使得体系金属键增强,表明体系抗腐蚀性的提高.从费米能级和态密度图中发现,当Cr含量约为18.75 at.%时,合金的耐腐蚀性最优.     

四角晶相HfO2(001)表面原子和电子结构研究

采用基于第一性原理的密度泛函理论研究了四角晶相二氧化铪(t-HfO2)体相及其(001)表面的原子几何与电子结构.理论计算结果表明,t-HfO2(001)表面不会产生重构现象.与体相电子结构相比, t-HfO2(001)表面态密度明显高于体相态密度.其次,表面原子的态密度更靠近费米能级(EF),价带往低能量处移动,并有表面态产生.计算结果表明了t-HfO2表面禁带宽度明显低于体相的禁带宽度. t-HfO2(001)的表面态产生以及表面禁带宽度减小是由于Hf原子与O原子的配位数减少,表面原子周围的环境发生变化而引起的.     

CuI晶体及其缺陷态电子结构的模拟

利用相对论密度泛函理论和嵌入分子团簇方法,模拟计算了具有闪锌矿结构的γ态CuI晶体及其缺陷态的电子结构。结果显示晶体的本征能级结构:价带顶主要由I5p和Cu3d轨道杂化组成,导带底由Cu4s轨道组成,禁带宽度为3.1eV,该结果与实验相符。在不同缺陷态的计算中,四面体间隙铜缺陷相对其他间隙缺陷更易于在晶体中形成,其中Cu3d→4s跃迁能量为3.2eV,推测与CuI晶体发光密切相关。     

SiC多型体几何结构与电子结构研究

采用平面波超软赝势法和范数不变赝势法对几种SiC多型体的几何结构、能带结构等进行了系统的研究.结果表明:6HSiC导带最低点在ML线上U点,用平面波超软赝势法计算时U点在(0000,0500,0176)点附近;而用范数不变赝势法计算时在导带最低点附近能带呈现不连续点,不连续点出现在(0000,0500,0178)点附近.两种赝势法计算结果相比,用平面波超软赝势法得到的导带最低点位置更靠近布里渊区M(0,05,0)点.在平面波超软赝势下,随着六角度的增加,cp,cpa增大的趋势较为明显,能隙和价带宽度变宽的趋势也较为明显.在计算极限内,绝对零度下4HSiC系统能量最低、最稳定,而Ewald能量显示3CSiC最稳定. 关键词： 密度泛函理论 电子结构 SiC     

Al3Y化合物的晶体结构与电子结构

用全电子自洽总能LMTO方法研究了Al₃Y的三种(DO₁₉,L1₂和DO₂₂)相的电子结构。总能计算结果表明:在这三种相中六方DO₁₉相为最稳定的结构,这与实验观察一致。而且结构的稳定性强烈地依赖于对成键态的填充度,与E_F处的状态密度呈相反变化的关系。 关键词：     

掺Cd氧化锌的电子结构及相结构稳定性的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论结合投影缀加平面波方法的VASP软件包,在考虑所有掺杂原子构型的前提下,对Cd掺杂ZnO合金的晶格常数、禁带宽度、电子态密度和形成焓进行了计算,分析了Cd含量和掺杂原子构型对纤锌矿wz-Zn_1-xCd_xO合金的电子结构和结构稳定性的影响.计算结果表明:随着Cd含量的不断增加,纤锌矿ZnCdO合金的平均晶格常数a,c均线性增加,但c/a的比值不会发生显著的变化;纤锌矿ZnCd 关键词： 密度泛函理论 ZnCdO合金 电子结构 形成焓     

四种耐热含能化合物电子结构的第一性原理研究

本文模拟计算了2,2’,4,4’,6,6’-六硝基联苯(HNBP)、2,2’,4,4’,6,6’-六硝基二苯乙烯(HNS)、2,5-二苦基-1,3,4-噁二唑(DPO)和5,5''-双(2,4,6-三硝基苯基)-2,2''-双(1,3,4-噁二唑)(TKX-55)四种耐热含能化合物的分子结构、Mulliken电荷布居、分子静电势(MEP)和Hirshfeld表面, 通过研究其分子特性、电子特性以及分子间相互作用, 以了解高耐热性含能化合物的耐热机理. 结果表明, 桥连接结构的复杂性以及分子间强氢键相互作用会增强含能化合物的稳定性. 此外, 本研究还发现中间基团的加入会对四种含能化合物分子两侧芳香环上碳原子的电荷分布以及分子表面正负静电势区域面积产生一定的影响.     

新型超导材料MgCNi3的电子结构与超导电性研究

用MS-Xα方法研究了非氧化物超导材料MgCNi3的电子结构.研究结果显示,态密度分布曲线的主峰靠近Fermi面,主要来自于Ni的d电子的贡献.用T(T=Co,Mn,Cu)替代MgCNi3中的部分Ni形成化合物MgCNi2T,替代使Ni的价电子数减小,价态发生变化,Fermi面处态密度N(EF)减小.计算结果表明:无论是电子掺杂(Cu)还是空穴掺杂(Co,Mn),MgCNi3的超导电性都被抑制;Mn掺杂比Co掺杂更快地抑制超导电性,Co是作为空穴掺杂而不是作为磁性杂质掺杂去抑制超导.     

NpFn分子结构与电子结构的理论研究

运用杂化密度泛函(B3LYP)方法,对NpFn(n=3~6)的分子结构特性进行了系统地研究.优化得到了各分子的平衡几何构型,计算了分子的振动频率,并进行了态密度和自然键价轨道(NBO)分析.讨论了不同芯电子相对论有效原子芯势(RECP)对计算结果的影响,分析了NpFn分子的成键,发现随着与Np结合的F原子数目增加,Np原子的5f与F原子的2p轨道能逐渐接近,成键依次增强,键长呈现出收缩的趋势.目前的计算结果与可行的理论和实验符合较好.     

Ni4NdB电子结构和磁性能第一性原理研究

采用第一性原理,在局域自旋密度近似LSDA及LSDA+U近似,对Ni₄NdB化合物进行结构优化,计算体系晶格常数,电子结构和磁性能.结果表明,Ni₄NdB为带隙很小的金属导体,存在Nd-Ni铁磁耦合,体系总磁矩由Nd原子局域磁矩提供.体系原子成键较为复杂,Nd原子与近邻Ni原子成金属键,Nd原子与近邻B原子成较强离子键,Ni原子与近邻Ni原子间存在间接交换相互作用.在U作用下,体系磁矩与Nd原子磁矩变化一致,Ni原子磁矩在2.75 eV呈现磁有序-磁有序崩溃转变 关键词： 密度泛函理论 电子结构 磁性能 稀土过渡金属间化合物     

新型超导材料MgCNi3的电子结构与超导电性研究

用MS-Xα方法研究了非氧化物超导材料MgCNi₃的电子结构. 研究结果显示, 态密度分布曲线的主峰靠近Fermi面, 主要来自于Ni的d电子的贡献. 用T(T=Co，Mn，Cu)替代MgCNi₃中的部分Ni形成化合物MgCNi₂T，替代使Ni的价电子数减小, 价态发生变化, Fermi面处态密度N(E_F)减小. 计算结果表明：无论是电子掺杂（Cu）还是空穴掺杂（Co，Mn），MgCNi₃的超导电 关键词： 电子结构 态密度 超导电性