碱金属低掺杂C60化合物中碱金属离子平衡位置的研究

以Na2RbC60为例,在分析了现有模型的局限性后,考虑C60分子的取向,重新构造了碱金属离子与C60之间相互作用模型,并由此研究了碱金属离子在C60晶体中的平衡位置,确定了八面体位置的离子偏离中心,四面体位置的离子保留在中心.结果更符合实验事实.同时指出,由于取向有序,晶体内位于不同坐标的八面体间隙离子与四面体间隙离子体现出明显的两类. 关键词：     

体心立方金属中间隙杂质原子组态的弹性研究——Ⅰ.间隙杂质原子的位置及扩散激活能

将金属视为一各向同性的、无限大的、均匀的连续弹性介质,利用弹性偶极子的概念,计算了在体心立方金属Fe,W,Mo,Ta,Nb中,间隙杂质原子C,N,O,H在四面体及八面体位置上的位置能。计算结果表明,除了H在W,Mo,Ta,Nb中是占据四面体位置外,其余的情况都是占据八面体位置,并求得了判定间隙原子是处在四面体抑八面体位置的临界半径。后一部分计算了间隙原子在八面体位置间扩散的激活能。所得的结论都与前人的实验结果较好地接近。     

体心立方金属中间隙杂质原子组态的弹性研究 Ⅰ.间隙杂质原子的位置及扩散激活能

将金属视为一各向同性的、无限大的、均匀的连续弹性介质,利用弹性偶极子的概念,计算了在体心立方金属Fe,W,Mo,Ta,Nb中,间隙杂质原子C,N,O,H在四面体及八面体位置上的位置能。计算结果表明,除了H在W,Mo,Ta,Nb中是占据四面体位置外,其余的情况都是占据八面体位置,并求得了判定间隙原子是处在四面体抑八面体位置的临界半径。后一部分计算了间隙原子在八面体位置间扩散的激活能。所得的结论都与前人的实验结果较好地接近。     

NiAl和Cr材料中H原子间隙的第一性原理计算

通过第一性原理赝势平面波方法研究了氢原子在B2-NiAl和Cr合金中的占位以及对键合性质的影响. H在NiAl的富Al和富Ni八面体间隙杂质形成能分别为-2.365和-2.022eV,而在四面体间隙不稳定. H在Cr的八面体和四面体间隙的杂质形成能分别为-2.344和-2.605eV. H在NiAl中的最稳定位置为富Al八面体间隙,而在Cr中的最稳定位置是四面体间隙. 可以预期H在B2-NiAl/Cr体系中主要占据Cr 的四面体间隙位置. 通过分析原子结构、电荷集居数、价电荷密度以及态密度,讨论了H对B2 关键词： NiAl/Cr双相合金 H原子 第一性原理     

He原子掺杂铝材料的第一性原理研究

采用基于第一性原理的平面波超软赝势方法,结合广义梯度近似(GGA),计算了铝及铝晶胞间隙位置掺入He原子后体系的几何结构、电子结构、总体能量和电荷布居值.计算结果表明:随着氦在金属铝中逐渐形成,铝晶胞体系会发生晶格畸变,但总的趋势是He在铝体系的八面体位置的晶格畸变小于其在四面体位置的晶格畸变.He在铝晶胞八面体和四面体间隙的杂质形成能分别为1.3367 eV和2.4411 eV.由此可知,He在铝晶胞中最稳定位置是八面体间隙位置.同时,文中还从原子尺度层面分析了He原子在铝晶胞中的占位及其键合性质,讨论 关键词： 铝材料 第一性原理 形成能     

二元碱金属硅酸盐精细结构和拉曼光谱的从头计算研究

应用量子化学从头计算方法研究了二元碱金属硅酸盐的精细结构,对典型的系列二元碱金属硅酸盐离子簇模型采用6-31G(d)基组和闭壳层Hartree-Fock(RHF)方法优化构型,并计算了二元碱金属硅酸盐的拉曼光谱,采用硅氧四面体应力指数这一精细结构参数分析和讨论了计算得到的非桥氧高频区对称伸缩振动频率和其拉曼光学活性,以及不同阳离子对该拉曼光学活性的影响。研究表明,二元碱金属硅酸盐非桥氧高频区对称伸缩振动频率与其精细结构密切相关,而且与Q₃相连的Q₄会对该Q₃的拉曼光学活性表现出增强作用。这说明二元碱金属硅酸盐的拉曼散射等性质主要依赖于其精细结构而非其初级结构单元-硅氧四面体。研究还表明,半径较大的阳离子有利于增强离子簇的拉曼光学活性,但对于小的离子簇,过多的电荷迁移反而会起到抑制作用。     

柠檬酸溶胶凝胶法合成LiCoO2的晶体结构研究

用柠檬酸为络合剂,采用溶胶凝胶法按照Li ∶Co2 =1∶1合成锂钴氧化物。利用热分析TG-DSC、X射线衍射、红外光谱、共焦显微Raman光谱和透射电子显微技术分析了锂钴氧化物凝胶体晶化过程及在不同煅烧温度下合成的LiCoO2晶体结构的变化。结果表明:煅烧温度由400℃升高到700℃时,晶体颗粒尺寸增大,其尺寸大小约20~40 nm,但在800℃时有所减小。光谱分析和电子衍射结果表明,随着煅烧温度的升高,LiCoO2晶体结构由改性尖晶石结构转变为层状岩盐结构。在改性尖晶石结构中,二价钴离子占据氧四面体间隙,三价钴离子占据氧八面体间隙;层状结构中,只有三价钴离子占据氧八面体间隙。     

K3C60晶体中的电子屏蔽效应

用屏蔽的静电库仑相互作用势,引入各离子的屏蔽参数,并考虑离子间的短程相互作用,计算了K3C60晶体中各离子和原胞的结合能随屏蔽参数的变化.分析计算表明K3C60晶体中电子的屏蔽主要是指对钾离子势能的屏蔽,特别是对四面体空隙中的钾离子K+T,虽然屏蔽参数很小,但对晶体结构的稳定极为重要.     

K3C60晶体中的电子屏蔽效应

用屏蔽的静电库仑相互作用势,引入各离子的屏蔽参数,并考虑离子间的短程相互作用,计算了K3C60晶体中各离子和原胞的结合能随屏蔽参数的变化.分析计算表明K3C60晶体中电子的屏蔽主要是指对钾离子势能的屏蔽,特别是对四面体空隙中的钾离子K+T,虽然屏蔽参数很小,但对晶体结构的稳定极为重要 关键词：     

铝阳极氧化过程中氢对氧迁移影响的理论研究

为了研究铝阳极氧化过程中离子在阳极反应中的行为,利用第一性原理研究了氢原子对氧原子在铝(111)表面的吸附迁移行为的影响及氧原子向铝晶体内部的渗透行为的影响.结果表明,由于“抽象”(abstract)效应,氢原子的存在大大降低了氧进入铝晶体的能垒.氢原子的引入也影响了氧原子在铝晶体中的扩散,这可以显著降低氧原子在四面体间隙位置之间迁移的活化能(从1.23eV到0.35eV).这些结论助于我们了解阳极氧化过程和离子迁移过程.