Gd2Co2Al电子结构和磁性的第一性原理研究

从第一性原理出发,在局域自旋密度近似(LSDA)和LSDA+U(在位库仑能)近似下,采用FPLAPW密度泛函能带计算方法研究了Gd2Co2Al的电子结构和磁性.从平均场近似出发,估算了体系的居里温度,并分析了导致体系居里温度偏低的原因.研究结果显示Gd2Co2Al为金属导体,其强的铁磁性的提供者主要是Gd,且Co的局域铁磁性是不稳定的.基于LSDA近似的计算表明Gd2Co2Al呈现亚铁磁性,因为Co与Gd两者磁矩反平行排列.考虑在位库仑能修正的LSDA+U方法则发现一个适当的在位库仑能(U=3.0eV)使体系从亚铁磁态转变为铁磁态,此时Co原子磁矩基本为零与实验结果更为相符.在位库仑能的变化对Co原子磁矩以及磁性原子的能级分布影响较大,但对Gd的磁性基本无影响.由于体系5d-3d态杂化和在位库仑排斥作用竞争使得Co原子磁矩呈现出波动性的特性.     

Ni4PrB的电子结构和磁性能研究

考虑Pr-4f及Ni-3d电子间的库仑作用U和交换作用J,采用局域自旋密度近似LSDA(Local spin-density approximation)及LSDA+U(在位库仑势)近似,对Ni₄PrB化合物进行结构优化,并计算体系电子结构,能带结构和磁性能. 结果显示,Ni₄PrB具备金属半导体性质,存在Pr-Ni铁磁耦合. U的引入对体系磁特性和结构稳定性有关键作用,加U前体系磁性来源为Ni原子磁矩,加U后体系磁性来源为Pr原子,且体系稳定性提高,U值的作用对于修正体系强关联有重要影响,可以合理描述由强关联和自旋排斥引发的排斥效应. 关键词： 密度泛函理论 电子键结构 磁性能 稀土过渡金属间化合物     

非传统超导PuRhGa_5晶体结构和电子性质的第一性原理研究

本文基于第一性原理的局域自旋密度近似(LSDA:Local spin density approximation)及LSDA+U方法报道了Pu基超导体系PuRhGa_5的晶格参数,原子占位和电子性质.LSDA+U方法不仅考虑了Pu-5f电子而且考虑了Rh-4d电子的库伦排斥作用U和Hund交换相关作用J.计算结果表明,PuRhGa_5的铁磁性具有较低能量,且晶格参数和原子占位与相关理论和实验数据吻合较好.对比PuRhGa_5的顺磁性和铁磁性态密度,表明Pu-5f电子具有明显的自旋极化现象和强的自旋-轨道耦合效应.与此同时,Pu-5f电子在费米能级处陡降且具有强定域特点可能是导致PuRhGa_5具有较低临界转变温度Tc的重要原因.此外,费米能级两侧电子的定域特征及耦合关联效应可能是导致PuRhGa_5具有超导性的关键.     

非传统超导PuRhGa_5晶体结构和电子性质的第一性原理研究北大核心CSCD

本文基于第一性原理的局域自旋密度近似(LSDA:Local spin density approximation)及LSDA+U方法报道了Pu基超导体系PuRhGa_5的晶格参数,原子占位和电子性质.LSDA+U方法不仅考虑了Pu-5f电子而且考虑了Rh-4d电子的库伦排斥作用U和Hund交换相关作用J.计算结果表明,PuRhGa_5的铁磁性具有较低能量,且晶格参数和原子占位与相关理论和实验数据吻合较好.对比PuRhGa_5的顺磁性和铁磁性态密度,表明Pu-5f电子具有明显的自旋极化现象和强的自旋-轨道耦合效应.与此同时,Pu-5f电子在费米能级处陡降且具有强定域特点可能是导致PuRhGa_5具有较低临界转变温度Tc的重要原因.此外,费米能级两侧电子的定域特征及耦合关联效应可能是导致PuRhGa_5具有超导性的关键.     

Ni5Nd2B4的电子结构和磁性能研究

采用LSDA（Local spin-density approximation）近似及LSDA+U（在位库伦势）近似模拟金属间化合物Ni5Nd2B4的磁性能对于R-M-B合金特性的研究具有重要意义。研究结果显示,LSDA近似下,Ni5Nd2B4具备金属导体性质,晶体结构中最紧邻Ni、B原子间杂化成键,最紧邻Ni-Ni共价成键,Nd、B原子形成成键分子轨道作用,Ni原子间存在自旋消弱现象;LSDA+U近似下,Nd原子磁矩提供体系磁性来源,由于自旋排斥作用Ni原子电子与Nd原子电子自旋方向相反,体系在U值约为6.35eV的作用下能较理想的处理体系电子作用。     

Ni5Nd2B4的电子结构和磁性能研究

采用LSDA（Local spin-density approximation）近似及LSDA+U（在位库伦势）近似模拟金属间化合物Ni5Nd2B4的磁性能对于R-M-B合金特性的研究具有重要意义。研究结果显示,LSDA近似下,Ni5Nd2B4具备金属导体性质,晶体结构中最紧邻Ni、B原子间杂化成键,最紧邻Ni-Ni共价成键,Nd、B原子形成成键分子轨道作用,Ni原子间存在自旋消弱现象;LSDA+U近似下,Nd原子磁矩提供体系磁性来源,由于自旋排斥作用Ni原子电子与Nd原子电子自旋方向相反,体系在U值约为6.35eV的作用下能较理想的处理体系电子作用。     

Gd2Co2Al电子结构和磁性的第一性原理研究

从第一性原理出发，在局域自旋密度近似(LSDA)和LSDA+U(在位库仑能)近似下，采用FPLAPW密度泛函能带计算方法研究了Gd₂Co₂Al的电子结构和磁性. 从平均场近似出发，估算了体系的居里温度，并分析了导致体系居里温度偏低的原因.研究结果显示Gd₂Co₂Al为金属导体，其强的铁磁性的提供者主要是Gd，且Co的局域铁磁性是不稳定的. 基于LSDA近似的计算表明Gd₂Co₂关键词： 稀土过渡族金属间化合物 密度泛函理论 电子结构 磁性性质     

非传统超导PuCoGa5晶体结构和电子性质的密度泛函理论研究

基于密度泛函理论的全势能线性缀加平面波方法（FLAPW）,采用局域自旋密度近似（LSDA）及LSDA+U方法报道了Pu基超导体系PuCoGa₅的晶格参数,原子占位和电子性质.LSDA+U方法不仅考虑Pu-5f而且考虑了Co-3d的库伦排斥作用U和Hund交换相关作用J.结果表明LSDA+U在同时考虑Pu和Co的强关联作用时晶格参数和原子占位与相关理论和实验数据吻合较好,特别是PuCoGa₅中Pu-5f的强定域特征尤其是自旋向下的电子.此外,Pu-5f与Co-3d电子的轨道杂化明显强于Ga-4p电子.     

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。     

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。     

阻挫三角反铁磁YMnO3电子结构和磁性研究

基于广义梯度近似(GGA)的密度泛函理论,从非共轴的磁性结构出发,运用第一性计算得到了自旋阻挫反铁磁YMnO3的电子结构和磁性.考虑在位库仑势作用(U),研究了d电子关联作用对电子结构、能隙、和磁性的作用.计算得到,由于电子强关联和自旋阻挫的作用,Mn3d和O2p的电子态密度分布发生很大变化,费米面附近的基态能隙变大,Mn3d和O2p态电子杂化减弱,Mn离子的磁矩增加到3.92μB.我们的结果比局域化自旋密度近似LSDA计算结果更好地符合于实验测量值.     

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     

UO2的电子结构及光学性质的第一性原理研究

采用局域自旋密度近似 (LSDA)和有效库仑相关能 (U) 方法研究了UO₂的晶格参数、能带结构和光学常数. 计算得到的UO₂晶体的晶格常数为5.40 ?,带隙宽度为1.82 eV,正确预测了UO₂的反铁磁性半导体基态性质. 能带结构和介电函数的分析结果表明,铀的6d电子在晶体场中发生劈裂形成两个能级,与实验结果较为符合.     

Ni基金属间化合物第一性原理研究

稀土(R)-过渡族(T)金属间化合物具有优异的物理和化学性质.本研究考虑电子自旋极化作用,基于第一性原理的全电子投影缀加平面波赝势法理论,采用局域自旋密度近似(LSDA),对Ni₁₃Nd₃B₂金属间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,Ni₁₃Nd₃B₂为带隙很小的金属导体.LSDA近似下体系原子间存在复杂作用类型,Nd原子与近邻Ni,B原子以离子键作用为主,Ni原子与近邻Ni原子间表现共价作用情形.体系存在Nd-Ni铁磁耦合,总磁矩约8.4329μB,主要由Nd原子磁矩提供,自旋极化引起的体系Nd-4f,Ni-3p,Nd-5p电子自旋劈裂为体系表现磁性的根本原因.     

LSDA+U方法研究PuO2电子结构和成键特征

采用LSDA(局域自旋密度近似) U(有效库仑相关能)方法计算研究了PuO2的电子结构和成键特征。计算的平衡体积和半导体带隙分别为0.03875 nm3和0.18 eV,与实验结果符合得很好。能态密度和电子密度的分析表明PuO2并不是纯粹的离子晶体,Pu5f和O2p轨道杂化形成共价键。计算结果有助于理解PuO2晶体中Pu5f电子的关联效应。     

Electronic structure and magnetic properties of rare-earth perovskite gallates from first principles

The density functional calculation is performed for centrosymmetric(La–Pm) GaO_3 rare earth gallates, using a full potential linear augmented plane wave method with the LSDA and LSDA+U exchange correlation to treat highly correlated electrons due to the very localized 4f orbitals of rare earth elements, and explore the influence of U = 0.478 Ry on the magnetic phase stability and the densities of states. LSDA+U calculation shows that the ferromagnetic(FM) state of RGaO_3 is energetically more favorable than the anti-ferromagnetic(AFM) one, except for LaGaO_3 where the NM state is the lowest in energy. The energy band gaps of RGaO_3 are found to be in the range of 3.8–4.0 eV, indicating the semiconductor character with a large gap.     

Ni13Pr3B2电子结构和磁性能第一性原理研

考虑电子自旋极化作用,本研究基于第一性原理的全电子投影缀加平面波赝势法理论,采用局域自旋密度近似LSDA,对Ni13Pr3B2金属间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,Ni13 Pr 3B2为带隙很小的金属导体。LSDA近似下体系原子间存在复杂作用类型,Pr原子与近邻Ni、B原子以离子键作用为主,Ni原子与近邻Ni原子间表现共价作用情形。体系存在Pr -Ni铁磁耦合,总磁矩约2.80212μB,主要由Pr原子磁矩提供,自旋极化引起体系Pr-4f、Ni-3p、Pr-5p电子自旋劈裂为体系表现磁性的根本原因。     

Ab initio study on phase transition and magnetism of BiFeO3 under pressure

In this paper the first-principles calculations within local spin density approximation (LSDA)+U show that BiFeO3 experiences a mixed phase state with P4mm structure being the intermediate phase before the pressure of phase transition is reached. The critical pressure for the insulator-metal transition (IMT) is found to be about 50 GPa. A pressure induced crossover of high-spin states and low-spin states is observed close to the IMT pressure in R3c structure. The LSDA+U calculations account well for the mechanism of the IMT and crossover of spin states predicted in recent experiment (Ref.[1]).     

Band Structure of the Non—Oxide Perovskite MgCNi3

Using the self-consistent full-potential linearized augmented plane wave method,we carry out the electronic structure calculations of MgCNi3 in the local spin density approximation(LSDA) of the density-functional theory.The LSDA solution is metal.The magnetic moment on the Ni ion is only 0.014uB.There is a peak in the density of state just below the Fermi energy(Ef),which can be strongly correlated with various instabilities.After including the strong electron-electron correlation effects on the Ni 3d state by the on-site Coulomb interaction correction,the density of state is greatly redistributed.and the peak just below Ef disappears.The magnetic moment on the Ni ion becomes 0.66uB.Both LSDA and LSDA U have shown that the electroic states near the Fermi surface are dominated by the 3d orbital of Ni.     

3d系列 (TM)4 团簇的结构和磁性

基于第一性原理，在密度泛函理论下，用局域自旋密度近似(LSDA)和广义梯度近似(GGA)对(TM)₄团簇的所有几何构型进行优化、能量、频率和磁性计算.确定出3d系列(TM)₄团簇的基态构型，对其磁性、结合能和平均原子间距作了系统的研究，得出在3d系列(TM)₄团簇中，Mn₄的局域磁矩最大，V₄的局域磁矩最小，并且除Cr₄在LSDA和GGA均为反铁磁性耦合及GGA下的V_{关键词： 4}团簇')" href="#">(TM)₄团簇 基态构型 结合能 局域磁矩 平均原子间距