LiF中空位形成能的第一性原理计算

采用平面波展开和基于密度泛函理论框架下的第一性原理赝势法,计算了102GPa下LiF化合物中Li空位和F空位的形成能及空间周围的原子弛豫,讨论了空位形成时电荷密度的重新分布,相应的电子态密度以及能带结构等性质.结果表明:LiF晶体中F空位的形成能比大于Li空位的形成能;F空位对LiF晶体的电子结构等性质的影响要比Li空位的大.     

LiF中空位形成能的第一性原理计算

采用平面波展开和基于密度泛函理论框架下的第一性原理赝势法,计算了102GPa下LiF化合物中Li空位和F空位的形成能及空间周围的原子弛豫,讨论了空位形成时电荷密度的重新分布,相应的电子态密度以及能带结构等性质.结果表明:LiF晶体中F空位的形成能比大于Li空位的形成能;F空位对LiF晶体的电子结构等性质的影响要比Li空位的大.     

LiF中空位形成能的第一性原理计算

采用平面波展开和基于密度泛函理论框架下的第一性原理赝势法,计算了102GPa下LiF化合物中Li空位和F空位的形成能及空间周围的原子弛豫,讨论了空位形成时电荷密度的重新分布,相应的电子态密度以及能带结构等性质.结果表明:LiF晶体中F空位的形成能比大于Li空位的形成能;F空位对LiF晶体的电子结构等性质的影响要比Li空位的大.     

铝中空位形成能计算时的原胞尺寸等参数效应

使用第一原理赝势法计算简单金属铝中空位的形成能，详细讨论空位形成能的理论计算值与所用超原胞大小、k点数等参数的关系.结果显示，使用第一原理的超原胞方法计算单个空位的形成能时，超原胞的大小应取到百余个原子.用108个原子的超原胞进行计算时，所得结果与实验值符合很好. 关键词：     

空位缺陷对β-AgVO_3电子结构和光吸收性能的影响

基于密度泛函的第一性原理研究了Ag空位、O空位和Ag-O双空位对β-AgVO_3的电子结构及光学性质的影响.采用广义梯度近似平面波超软赝势GGA+U方法,对不同缺陷体系的形成能、能带结构、电子态密度、差分电荷密度和吸收光谱进行了计算和分析.通过比较不同Ag空位和O空位的形成能,确定了β-AgVO_3中主要形成Ag3空位和O1空位,并且Ag空位较O空位更容易形成.Ag3空位和O1空位的存在都使得β-AgVO_3带隙有一定程度的减小;Ag3空位使β-AgVO_3呈现p-型半导体性质,而O1空位和Ag3-O1双空位使β-AgVO_3呈现n-型半导体性质.Ag3和O1空位对晶体在可见光范围内的光吸收影响较小.     

碲镉汞材料中Hg空位缺陷的第一性原理研究

利用基于第一性原理的全电子势线性缀加平面波方法计算了在碲镉汞材料中Hg空位所引起的晶格弛豫以及空位对周围原子成键机制的影响.通过成键过程中电荷密度的变化以及电荷转移的讨论，论述了碲镉汞材料Hg空位引起的弛豫以及这种弛豫产生的主要原因.通过态密度的计算和分析，发现Hg空位的形成将导致第一近邻阴离子Te的5s态能量向高能端移动了055eV，并借助Te 5s态电荷密度与成键电荷密度的计算结果，分析了引起该能态能量平移的主要原因.通过带边态密度变化以及Kohn-Sham(KS)单电子能级的计算和分析，得出了Hg 关键词： 碲镉汞 Hg空位 线性缀加平面波方法     

第一性原理研究Zr的掺杂对Xe在UO_2中溶解能力的影响

Zr既是反应堆中核燃料组件的包壳材料,也是核燃料UO_2的一种裂变产物,不可避免地会掺杂到UO_2中,对其性质等产生一定的影响.本文通过第一性原理密度泛函理论计算,研究了Zr掺杂所引起的Xe在UO_2中溶解能力的变化.首先应用引入Hubbard U修正的广义梯度近似密度泛函计算了U,O间隙和空位缺陷的形成能,结果与文献值符合,验证了计算方法的可靠性.在此基础上对Zr掺杂后空位缺陷的形成能及Xe吸附到空位缺陷所需的结合能的变化情况进行了研究.结果表明,Zr的掺杂会增加空位缺陷的形成能,减小大部分Xe吸附的结合能,且空位缺陷形成能的变化量普遍更大,从而在整体上增加了Xe在UO_2中的溶解能.说明在UO_2中,Zr掺杂主要是通过增加缺陷的形成难度而减弱了Xe在其中的溶解能力.     

稀土La对bcc-Fe中Cu扩散行为影响的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理,研究了稀土La对bcc-Fe中Cu析出行为的影响.计算了α-Fe中La原子和Cu原子与空位之间,以及La原子和Cu原子之间的点缺陷结合能;在此基础上,讨论了α-Fe中La对Cu扩散激活能的关系.结果表明:La原子与空位之间有较强的相互吸引作用,且对近邻Cu原子也有一定的束缚.此外,La的加入使Cu原子近邻的空位形成能显著升高,这表明La,Cu偏聚区形成空位较为困难.与此同时,由于La原子对近邻空位和Cu原子的吸引作用,使Cu原子向近邻空位跳跃的迁移能有所升高.迁移能与空位形成能变化的计算结果显示,La原子的加入能够使α-Fe中Cu的扩散激活能显著升高,从而延缓了铁素体区富铜相的偏聚和析出.     

运用第一性原理研究氧化锌电阻阀片中氧空位与掺杂条件下ZnO晶体电学性质

为了比较Nb_2O_5、MnO_2、MgO三种添加剂对氧化锌电阻阀片电学性能影响,在微观层面模拟Nb、Mn、Mg三种元素分别掺杂ZnO完整超晶胞和带有氧空位缺陷的ZnO超晶胞,并运用第一性原理分析掺杂晶胞的特性.本文计算了晶体结构、掺杂形成能、氧空位形成能、能带结构、态密度、载流子迁移率、电导率等.结果表明,掺入Nb原子的掺杂体系晶格体积最大,Mg掺杂体系的形成能最大,稳定性最弱,Nb掺杂氧空位形成能最低,更容易引入氧空位.Nb掺杂的ZnO超晶胞禁带宽度最小,氧空位缺陷增大掺杂晶体的禁带宽度.在相同掺杂浓度和同等条件下,Mn掺杂的晶体电导率最高.     

Nb掺杂影响NiTi金属间化合物电子结构的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了Nb元素掺杂对B2构型NiTi金属间化合物电子结构的影响.点缺陷生成能的计算结果表明,Nb原子掺杂后,NiTi中产生Ni原子和Ti原子空位和反位点缺陷所需要的能量均明显升高;态密度计算结果表明,Nb原子掺杂后与临近原子发生了明显的s-s, p-p和d-d电子相互作用,增加了与临近原子之间的电荷密度,有利于Nb与合金原子的成键.这些由Nb掺杂所导致的NiTi电子结构和键合特征的变化均有利于促进Nb与合金原子的相互作用,在一定程 关键词： NiTi金属间化合物 点缺陷 电子结构 第一性原理计算     

Sn3.0Ag0.5Cu倒装焊点中的电迁移

采用10⁴ A/cm²数量级的电流密度对Sn30Ag05Cu倒装焊点中的电迁移机理作了研究.电迁移引起的原子（或空位）的迁移以及在此过程中形成的焦耳热,使Sn30Ag05Cu倒装焊点的显微形貌发生变化.电迁移作用下,由于空位的定向迁移和局部的电流聚集效应使阴极芯片端焊料与金属间化合物界面形成薄层状空洞.处于阴极的Cu焊盘的Ni（P）镀层与焊料间也产生了连续性空洞,但空洞面积明显小于处于阴极的芯片端焊料与金属间化合物界面.焊盘中的Cu原子在电迁移作用下形成与电子流方向一致的通量,最终导致焊点高电流密度区域出现连续性的金属间化合物且金属间化合物量由阴极向阳极逐渐增多. 关键词： Sn30Ag05Cu 倒装 焊点 电迁移     

LiAl_5O_8∶Fe~(3+)发光粉的发光性能(英文)

Fe3+激活的铝酸锂是深红色发射的红色荧光粉,其发射的峰值波长为675nm,呈现出少有的纯正的深红色发光。本文对LiAl5O8:Fe3+荧光粉的基质组成和激活剂浓度进行了研究。结果表明:Fe3+掺杂LiAl5O8的激发光谱,在λem=673nm的波长监测下,有序相的激发光谱在284nm处有强吸收带,为Fe3+-O2-电荷迁移带;激发波长λex=254nm的有序相样品的发射波长峰值为673nm,并伴随一个在长波方向轻微不对称得,发射是属于4T1(4G)-6A1(6S)的跃迁。当原料Li2CO3与Al2O3的量的比为0.21时,样品的发光强度最好;样品的发光强度随激活剂Fe3+的浓度的增加而提高,当浓度达到0.5%时,发光强度达到最大值,超过0.5%时呈现出浓度猝灭效应。     

Ordering of vacancies in LiAl

The intermetallic compound β-LiAl contains relatively high concentrations of constitutional vacancies on the Li sublattice for Li deficient compositions. Neutron diffraction measurements on a Li_0.486Al_0.514 single crystal show that these vacancies order on every tenth (840) plane at 97K. This vacancy ordering is responsible for the “100K” anomaly observed in several physical properties.     

铝掺杂锰酸锂正极材料制备及第一性原理研究

采用固相法制备出高纯度纳米LiAl0.25Mn1.75O4并用此制备成了半电池,对其进行充放电循环测试和阻抗测试,并与原始LiMn2O4的测试结果相比较。另采用基于密度泛函理论的第一原理方法,研究了掺铝锰酸锂LiAl0.25Mn1.75O4的能带结构、态密度和原子布居,实验与计算分析结果表明LiAl0.25Mn1.75O4在室温下0.01C放电时首次放电容量为124.8mAh/h,室温0.2C下50个循环周期后放电比容量保持率可达到83.6%;LiAl0.25Mn1.75O4的能带带隙为0.21eV,分态密度中Al-s轨道与O-s轨道在-20eV左右的明显杂化,均表明LiAl0.25Mn1.75O4材料具有高导电率、高结构稳定性、高比容量保持率的性能,这为推动锂离子电池锰酸锂正极材料的发展提供理论依据。     

Defect structure of β-LiAl

Lattice parameter and density measurements have been made on a series of Li-Al alloys extending over the LiAl β-phase. The lattice parameter of the slowly cooled β-phase alloys varied almost linearly with composition within the phase field. Theoretical density calculations for several single-defect models from lattice parameter data did not yield a good fit with the experimental density data. Rather, a model based on the coexistence of two types of defects, namely, vacancies in the lithium sublattice and lithium antistructure atoms in the aluminum sublattice, characterized the defect structure. Calculated concentrations of these defects varied with departure from stoichiometry and showed good agreement with the concentration of lithium vacancies estimated from NMR measurements. Compositional dependence of the vacancy concentration and the lithium diffusion coefficient produced a good correlation and strongly suggested that the lithium atoms diffuse via a vacancy mechanism. It is hypothesized that the defect structure of this compound may be related to the electronic structure of this so-called NaTl phase.     

Kinetic analysis of the instability of hollow nanoparticles

A general method of obtaining hollow nanoparticles by utilizing the Kirkendall effect has been reported recently. We examine here the thermal instability of hollow nanoparticles. The difference of vacancy concentrations at the inner and outer surfaces of a nanoshell will generate an outflux of vacancies and transform it into a solid nanoparticle. Phenomenological as well as kinetic Monte Carlo modeling has been applied to analyse the shrinking kinetics of nanoshells, consisting of either a pure element or an intermetallic compound with large difference of partial diffusivities of the components. Shrinking kinetics and time to collapse to solid particles are demonstrated to be determined mainly by the slow diffusant, making compound nanoshells more stable than anticipated.     

含空位二维六角氮化硼电子和磁性质的密度泛函研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算, 研究了含B原子空位(V_B), N原子空位(V_N), 以及含B–N键空位 (V_B+N)缺陷的二维氮化硼(h-BN)的电子和磁性质. 在微观结构上, V_B体系表现为在空位附近的N原子重构成等腰三角形, V_N体系靠近空穴的B 原子形成等边三角形, V_B+N体系靠近空穴处的B和N原子在h-BN平面上重构为梯形. 三种空位缺陷都使h-BN的带隙类型从直接带隙转变为间接带隙. V_B体系的总磁矩为1.0 μ_B, 磁矩全部由N原子贡献. 其中空穴周围的三个N原子磁矩方向不完全一致, 存在着铁磁性和反铁磁性两种耦合方式. 对于V_N 体系, 整个晶胞内的总磁矩也为1.0 μ_B, 磁矩在空穴周围区域呈现一定的分布. 关键词： 二维h-BN 空位 电子结构 磁性     

The Structure of Electronic States in FeSb2 According to Optical Spectroscopy and Band Calculations

Physics of the Solid State - The electronic structure and optical properties of a binary intermetallic FeSb2 compound are studied. The calculations of the band structure, that demonstrate the...