MC20F20（M=Li，Na，Be和Mg）几何结构和电子性质的密度泛函计算研究

采用密度泛函理论（density functional theory, DFT）中的广义梯度近似（generalized gradient approximation, GGA）对MC₂₀F₂₀（M=Li,Na,Be和Mg）的几何结构和电子性质进行了计算研究.几何结构研发现：随着内掺原子序数的增加,金属原子M对C₂₀F₂₀中的C—C键的影响越来越大,而对C—F键的影响甚微.掺杂能计算表明：MC₂₀F₂₀的掺杂能均为负值,需要在一定的实验条件下才能被合成.内掺碱金属和碱土金属分别产生了两类截然不同的能隙和磁性.其中,内掺碱金属的能隙非常小,且带有1μ_B的净磁矩,表现出磁性;而内掺碱土金属的能隙比C₆₀的能隙还大,净自旋为0,表现出非磁性. 关键词： 富勒烯 几何结构 电子结构 密度泛函     

过渡族金属替代元素M对YFe11M系统的磁性质的影响

基于密度泛函理论(DFT),采用线性缀加平面波展式结合改进的局域轨道方法(APW+lo),对具有ThMn₁₂结构的永磁材料YFe₁₁M(M=Sc,V等)的结构和磁性进行了计算和分析.探讨了过渡族金属替代元素M在YFe₁₁M中系统的最佳可能占位.讨论了不同替代元素M对YFe₁₁M系统的磁性质的影响. 关键词： 11M')" href="#">YFe₁₁M 密度泛函 晶体结构 磁矩     

MPb10(M=Ti,V,Cr,Cu,Pd)几何结构和磁性的密度泛函计算研究

采用密度泛函理论(density functional theory,DFT)中的广义梯度近似(generalized gradient approximation,GGA)对MPb10(M=Ti,V,Cr,Cu,Pd)四种同分异构体的几何结构和磁性进行了计算研究.发现在四种同分异构体中,D4d结构的MPb10(M=Ti,V,Cr,Cu,Pd)具有最大的结合能和能隙,表明D4d结构为其基态几何结构, 具有较高的化学稳定性.磁性计算显示:基态TiPb10团簇的磁矩为2 μB,Ti原子与周围的Pb原子之间存在着弱的铁磁相互作用.基态VPb10团簇的总磁矩为1 μB,V原子与周围的Pb原子之间既存在着弱的铁磁相互作用又存在弱的反铁磁相互作用.基态CuPb10团簇的磁矩为1 μB,Cu原子与周围的Pb原子之间存在着弱的铁磁相互作用.基态CrPb10 和PdPb10团簇的磁矩为零,体现为非磁性.由此可见,可以通过内掺不同过渡金属对Pb10团簇的化学反应活性和磁性进行调制.     

富勒烯衍生物C60（CF3）n（n=2，4，6，10）几何结构和电子性质变化规律的密度泛函研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似对C₆₀（CF₃）_n （n=2,4,6,10）几何结构和电子性质的变化规律进行了计算研究.发现在C₆₀（CF₃）₄可能稳定存在的三种同分异构体中,具有p p p加成方式的衍生物热力学性质最为稳定;在C₆₀（CF₃）₆可能稳定存在的三种同分异构体中,具有p p p m p加成方式的衍生物热力学性质最为稳定.对C₆₀（CF₃）₂,C₆₀（CF₃）₄,C₆₀（CF₃）₆和C₆₀（CF₃）₁₀四种加成衍生物的几何结构分析可知：随着CF₃加成个数的增加,C₆₀中的C—C平均键长逐渐变大,笼子与CF₃之间连接键C_C60—C_CF3逐渐变大.对它们的电子结构分析可知,随着CF₃加成数目的增多,反应热几乎是线性增加.而C₆₀（CF₃）_n（n=2,4,6,10）分子的平均反应热在n=6处为极大值,说明C₆₀（CF₃）₆应该是最容易得到的加成产物.由Mulliken电荷可知,加成的CF₃个数越多,CF₃与笼子的相互作用也就越强,每个CF₃转移到笼子上电荷数也就越多.C₆₀（CF₃）_n的自旋聚居数分布表明它们均为闭壳层结构.最后,从CF₃对分子的前线轨道贡献可知,四种分子的得电子情况和失电子情况均发生在碳笼本身,并不随着CF₃个数的增加而发生明显的改变. 关键词： 60（CF₃）_n （n=2')" href="#">C₆₀（CF₃）_n （n=2 10） 几何结构和电子性质 密度泛函     

M2Sn17(M=Ni，Mn)及其阴离子的几何结构、电子结构和磁性的计算研究

采用密度泛函理论(density functional theory, DFT)中的广义梯度近似(generalized gradient approximation, GGA) 对Ni₂Sn₁₇，Mn₂Sn₁₇，［Ni₂Sn₁₇］^4-和［Mn₂Sn₁₇］^2-三种同分异构体的几何结构、电子 关键词： 2Sn₁₇')" href="#">Ni₂Sn₁₇ 2Sn₁₇')" href="#">Mn₂Sn₁₇ 几何结构 电子结构和磁性 密度泛函理论     

Mg，Cu 掺杂CdS电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理的平面波超软赝势方法,对闪锌矿结构CdS晶体及CdS:M（M=Mg, Cu）的几何结构、能带结构、电子态密度、集聚数和电荷密度分布进行了研究.对掺杂后体系的几何结构进行了优化计算,发现Mg和Cu原子掺入CdS后晶格常量均减少,晶格发生畸变.在此基础上研究了掺杂对体系电子结构的影响.结果表明,Mg,Cu掺入CdS都能提供较多空穴态,形成p型电导,并且Cu较Mg是更好的p型掺杂剂. 关键词： 密度泛函理论 电子结构 p型掺杂     

笼状Au$lt;sub$gt;20$lt;/sub$gt;内掺$lt;i$gt;M$lt;/i$gt;$lt;sub$gt;13$lt;/sub$gt;($lt;i$gt;M$lt;/i$gt;=Fe，Ti)团簇磁性的密度泛函计算研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似方法,对M₁₃（M=Fe,Ti）以及M₁₃内掺Au₂₀团簇的几何结构和磁性进行了计算研究.结果表明：M₁₃和M₁₃内掺Au₂₀团簇的几何结构在0.006—0.05 nm误差范围内保持着I_h对称性.Fe₁₃团簇最低能态的总磁矩为44 μ_B,内掺到Au₂₀笼中后形成的Fe₁₃内掺Au₂₀团簇的最低能态总磁矩为38 μ_B,且Au原子与内掺Fe₁₃团簇之间存在着弱铁磁相互作用.Ti₁₃团簇在总磁矩为6 μ_B时能量最低,掺入Au₂₀笼后形成的Ti₁₃内掺Au₂₀团簇最低能态总磁矩是4 μ_B,内表面12个Ti原子与表面Au壳之间是弱铁磁相互作用,而与中心Ti原子之间是弱反铁磁相互作用.由于Au₂₀笼状外壳的影响,Fe₁₃内掺Au₂₀和Ti₁₃内掺Au₂₀团簇中Fe₁₃和Ti₁₃的磁矩比无金壳的Fe₁₃和Ti₁₃团簇的磁矩分别减少了6.81 μ_B和2.88 μ_B. 关键词： 几何结构 磁性 密度泛函理论     

Mg12O12纳米线掺杂3d过渡金属元素的第一性原理计算研究

基于密度泛函第一性原理计算,系统研究了Mg₁₂O₁₂笼状团簇组装一维纳米线及其掺杂3d族元素体系的几何结构与电子结构.结果表明：Mg₁₂O₁₂团簇组装一维纳米线为非磁性半导体,带隙值为3.16 eV;掺杂Sc和V后,体系由半导体转变为金属;掺杂Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu后体系仍然保持半导体特性、但带隙值明显减小,而掺杂Zn时带隙值变化不大;掺杂V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu后纳米线具有磁性.     

密度泛函理论研究Scn，Yn和Lan(n=2—10)团簇的稳定性、电子性质和磁性

通过采用密度泛函理论对Sc₂,Y₂和La₂基本性质的计算,选择在较优理论水平下系统地研究了Sc_n, Y_n和La_n(n=2—10)团簇的几何结构、稳定性、电子性质和磁性及其随团簇尺寸的变化趋势.此同族三种团簇的稳定性由原子密堆集几何结构效应决定,幻数均表现出一致的结果.La_n团簇的能隙比 关键词： n')" href="#">Sc_n n和La_n团簇')" href="#">Y_n和La_n团簇 密度泛函理论 电子性质 磁矩     

金属元素替代对Li4BN3H10储氢材料释氢影响机理的第一性原理研究

应用基于密度泛函理论的赝势平面波第一性原理方法研究了金属元素替代对Li₄BN₃H₁₀ 释氢的影响机理.计算给出了结合能、电子态密度、密集数, 分析了结构的稳定性和原子间的成键情况.结果表明: 晶体的结合能与(LiM)₄BN₃H₁₀(M=Ni,Ti,Al,Mg)释氢性能没有直接的关联.带隙的宽窄和带隙中是否存在杂质能级是决定(LiM)< 关键词： LiBNH系储氢材料 第一性原理 元素替代 释氢机理     

Cu吸附(SiO3)n(n=1—8)团簇几何结构和电子性质的密度泛函研究

运用密度泛函理论下的广义梯度近似和交换关联函数对Cu吸附(SiO₂)n(n=1—8)团簇的几何结构、电荷分布、稳定性和电子性质进行了较详细的研究,结果表明: Cu原子易于和带有悬挂键的Si原子作用并形成"铜岛膜"; Cu吸附(SiO₂)_n团簇后Si原子失去电子能力减弱,O原子得到电子能力增强;Cu(SiO₂)n(n 关键词： 密度泛函理论 2)_n (n=1—8)团簇')" href="#">Cu(SiO₂)_n (n=1—8)团簇 近红外吸收     

MC与$lt;i$gt;M$lt;/i$gt;$lt;sub$gt;$lt;i$gt;n$lt;/i$gt;+1$lt;/sub$gt;$lt;i$gt;AC$lt;/i$gt;$lt;sub$gt;$lt;i$gt;n$lt;/i$gt;$lt;/sub$gt;稳定性与电子特征的第一性原理研究

研究MC与M_n+1AC_n(M=Sc, Ti, V, Cr, Mn; A=Al, Si, P, S; n=1, 2, 3)结构的稳定性与电子特征有利于探究三元层状结构M_n+1AC_n稳定性的内在原因和设计新型M_n+1AC_n结构. 第一性原理计算研究表明, M-3d与C-2p轨道间的电子转移对MC与M_n+1AC_n 的形成焓有较大影响. 供电子能力较强的前过渡金属可以形成稳定的MC结构. 计算结果显示, MC结构是缺电子体系, 其趋向于与具有一定供电子能力的MA结构结合形成M_n+1AC_n. 与M₂PC和M₂SC 相比, M₂AlC和M₂SiC可以更为容易地被分离成二维 M₂C结构. 关键词： MAX相结构 第一性原理 电子结构 过渡金属碳化物     

SimCn （m+n≤7）团簇的密度泛函研究

使用密度泛函理论（DFT）的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对Si_mC_n（m+n≤7）团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构. 并对最稳定结构的平均结合能（E_b）,二阶能量差分（Δ₂E）和能隙（E_g）等进行了理论研究. 结果表明,随着原子个数的增加,SiC二元团 关键词： mC_n （m+n≤7）团簇')" href="#">Si_mC_n （m+n≤7）团簇 密度泛函理论 结构与性质     

Mn(SiO2)3(M=Fe,Co,Ni;n=1-3)团簇的几何结构、光电性质及磁性

基于密度泛函理论中的广义梯度近似系统研究M_n(SiO₂)₃(M=Fe,Co,Ni;n=1-3)团簇的几何结构、光电性质和磁学性质.结果表明:Fe,Co原子相对于Ni原子更易于在(SiO₂)₃团簇上聚集;通过分析团簇的分裂途径及其产物,发现稳定性较好的氧化硅是一种很好的用于负载过渡金属"岛膜"的载体材料;M_n(SiO₂)₃团簇的能隙恰好位于近红外光谱范围内.通过磁性分析发现,该复合团簇的磁矩主要局域在过渡金属原子周围,而且,Fe₂(SiO₂)₃和Co₃(SiO₂)₃具有相对较大的磁矩,这主要源于过渡金属原子的d轨道间相互耦合.能隙和磁性两方面性质进一步肯定了二氧化硅磁性复合材料在医学界被用作光动力靶向治疗的可观前景.     

碳硼富勒烯衍生物C18B2M(M=Li,Ti, Fe)的储氢性能计算研究

本文使用密度泛函理论(density functional theory, DFT)中的广义梯度近似(generalized gradient approximation, GGA)研究了经碱金属原子Li、过渡金属原子Ti和Fe原子修饰的富勒烯C₁₈B₂M(M=Li, Ti, Fe)的储氢性能. 研究发现, C₁₈B₂由于B的替代掺杂, 比C₂₀对金属原子具有更高的结合能. 由平均吸附能分析可知: C₁₈B₂Li对H₂的吸附能力较弱, C₁₈B₂Fe对H₂的吸附能力过强, 而C₁₈B₂Ti对H₂的平均吸附能介于0.45-0.59 eV 之间, 介于物理吸附和化学吸附之间 (0.2-0.6 eV), 因此可以实现常温下的可逆储氢. C₁₈B₂M(M=Li, Ti, Fe)能够吸附的H₂数目最多分别为4, 6和4. 由储氢机理分析可知: C₁₈B₂Li主要通过碱金属离子激发的静电场来吸附H₂, 而C₁₈B₂Ti和C₁₈B₂Fe主要通过金属原子与H₂之间的Kubas作用来吸附H₂. 由于C₁₈B₂Ti既有较大的储氢数目, 又可以实现可逆储氢, 因此有望开发成新型纳米储氢材料.     

YBa2(Cu0.95M0.05)3O7-δ的代换效应及其中子衍射研究

X射线衍射实验表明YBa₂(Cu_0.95M_0.05)₃O_7-δ(M=Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu和Zn)均为单相结构。Fe,Co,Ni和Zn对Cu的替代使超导临界温度T_c显著下降,而同样含量的Ti,V,Cr,Mn对Cu的替代并未对超导性能产生显著影响。并利用中子衍射分析了Ti,Mn,Fe和Co对Cu原子的取代,发现代换原子对Cu的两个晶位各自存在不同的择优占据 关键词：     

BenLa (n=1—18) 团簇的结构、电子性质和磁性

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,在多种初始构型下充分考虑自旋多重度,研究了Be_nLa团簇的平衡几何结构、电子性质和磁性.结果表明：Be_nLa团簇的基态附近有许多能量非常接近的同分异构体,说明该团簇结构较复杂,对其基态的寻找极具挑战性.Be_nLa团簇具有磁性且稳定性远高于Be_n+1团簇,由此可知通过选择合适的掺杂元素可能得到高稳定性的磁性团簇.Be_{1 关键词： n}La团簇')" href="#">Be_nLa团簇 平衡几何结构 电子性质和磁性     

密度泛函理论研究混合团簇Al12X(X=Sc、Ti、V、Gr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn)的结构和磁性

以四种13原子高对称性（Ih、Oh、D5h、D3h）密堆积结构为初始构型,通过不等价位原子替换,利用密度泛函理论系统研究了Al12X(X=Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn）掺杂团簇的结构及磁性．结果表明：除Al12Cr和Al12Fe以外,其它Al12X团簇的基态结构均以Ih替换结构为主,其中前3d元素(X=Sc、Ti、V、Mn)倾向于表面位置替换,而后3d元素(X=Co、Ni、Cu、Zn)则倾向于中心位置替换;Al12Cr和Al12Fe团簇以Oh结构的表面替换为基态结构;对多数3d元素(X=Ti、V、Cr、Fe、Co、Zn)其掺杂团簇均出现明显的近能同分异构现象;相较纯Al13团簇掺杂团簇普遍体现出磁性增强效应．     

Heusler合金Pd2 CrAl四方变形、磁性及弹性常数的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的投影缀加波方法研究了Heusler合金Pd₂CrAl的四方变形、磁性和弹性常数. 四方变形中,Pd₂CrAl在c/a≈1.20处出现总能的局域最小值,对应一个稳定的马氏体. Pd₂CrAl的L2₁结构和四方结构的单胞总磁矩分别为3.825μ_B和3.512μ_B. 在这两种结构中Cr原子均是Pd₂CrAl总磁矩的主要贡献者,Pd和Cr原子间存在很强的杂化作用,Cr的3d电子的t_2g和e_g两个亚能带是Pd₂CrAl磁性的主要来源. 弹性常数的计算结果显示,Pd₂CrAl的L2₁结构和四方结构的弹性常数均满足相应结构的稳定性判据. 关键词： Heusler合金 四方变形 磁性 弹性常数     

第一性原理计算MAlH4(M=Na,K)的结构和弹性性质

基于密度泛函理论研究并比较了两种储氢材料NaAlH₄和KAlH₄的晶格参数,弹性性质和电子结构.计算结果表明NaAlH₄和KAlH₄都是绝缘体,Al—H之间是共价键,M(M=Na,K)与AlH₄之间是离子键.NaAlH₄和KAlH₄的弹性常数都比较小而且NaAlH₄的弹性常数要大于KAlH₄的弹性常数,对此给予了解释. 关键词： 配位金属氢化物 电子结构 弹性性质