Al_2Be_N(N=1-12)团簇最低能量结构的稳定性和电子特性的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311G水平上对Al2Ben(N=1～12)团簇的各种可能构型进行几何结构优化和频率分析,得到了团簇的最低能量结构.并对Al-Be最近邻键长,平均结合能,二阶能量差分,能隙和Al原子的电子位形进行了讨论.结果表明:Al原子掺杂对纯Be团簇结构影响不大:Al-Be最近邻键长和团簇的平均结合能随N的增加表现出了不同的变化趋势;Al原子的化合价出现了由一价到三价的变化;N=7是团簇的幻数.     

氧化锆小团簇的结构和稳定性

利用密度泛函理论在广义梯度近似(GGA)和Perdew-Wang交换关联泛函条件下研究了小团簇Zr_mOn (1≤m≤5, 1≤n≤2m)的几何结构和稳定性. 结果表明: 所有团簇的最低能量结构可通过锆团簇的连续氧化获得, 一般情况下O原子占据在Zr团簇的桥位. (ZrO₂)₃和(ZrO₂)₅团簇的基态结构符合配位数规则和成键规律. 此外, 讨论了氧化锆团簇的分解通道和分解能, 值得指出的是在Zr原子数相同时Zr_mO_2m-1团簇(除了Zr₄O₇)存在最大的分解能.     

Ca_3NbGa_3Si_2O_(14)晶体的介电和压电特性

利用Y切和 (yxl) 30°切两种样品测量了Ca3NbGa3Si2 O1 4晶体的介电、压电和部分弹性参数 .计算了 (yxl)θ切型相关压电常数随切角的变化 .与La3Ga5SiO1 4晶体相比 ,Ca3NbGa3Si2 O1 4晶体具有更优良的压电性能 ,其压电常数d1 1=7 93× 10 - 1 2 C N ,d1 4=- 5 88× 10 - 1 2 C N .     

先兆型铁电体CaTiO3的第一性原理研究

在广义梯度近似 (GGA)下利用全电势线性化的缀加平面波法 (FPLAPW )计算了钛酸钙 (CaTiO3 )的电子结构 .将实验测得的晶胞体积记为V0 ,计算中所用的晶胞体积记为V .当V/V0 =1.0时 ,Ti离子位移为零相应于总能量低能态 ,钛酸钙不会发生铁电相变 .但如果其体积膨胀 10 % ,则Ti离子的位移将导致能量极小值 .这意味着在立方钛酸钙中有发生铁电相变的趋势 ,表明在钛酸钙中存在着体积诱发的铁电相变 ,即钛酸钙为先兆型铁电体 .态密度在V/V0 =1.1时 ,Tid电子和O(2 ) p电子之间存在强烈的轨道杂化 ,这种杂化是出现铁电性的必要条件 .电场梯度的结果也表明了这一点 .     

Cu吸附(SiO_2)_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=1—8)团簇与(SiO2)n(n=1—8)主体团簇稳定性上具有相似性,吸附Cu后团簇能隙明显降低,并接近近红外区域.     

An ab initio study of niobium (n = 2--11) clusters: structure, stability and magnetism

The ground-state configurations of the Nbn (n = 2-11) clusters are studied through the first-principles calculations. It is found that niobium clusters (n = 2-11) tend to form compact structures with low symmetry. The clusters with 4, 8 and 10 atoms are found to be magic and have relatively large highest occupied-lowest unoccupied molecular orbital (HOMO-LUMO) gaps. The Nbn clusters possess low magnetic moments, which exhibit an odd-even oscillational character. The analyses of calculated electronic density and population of the lowest-energy niobium clusters for n = 2, 3, 5, 7, 9, 11 show that the total magnetic moments of Nbn originate mainly from a few Nb atoms with longer spacings between them in most cases, while they are located on two Nb atoms for n = 2, 3, 5. The total magnetic moments come mainly from the 4d local moments but with the exception of the Nb5 cluster.     

贵金属氮化物晶体结构、电子结构和力学性能的实验与理论研究进展

氮化铂（Pt-N）是高温高压条件下合成的第一种块体二元贵金属氮化物，由于该化合物具有高的体弹性模量和特殊的电子结构从而吸引了世界范围内一些理论研究者的目光．Pt-N中金属原子的质量远远大于非金属原子的质量，因此X射线衍射仅能确定Pt原子的位置，拉曼光谱虽然能限制N原子的对称性，但仍不能确定其具体位置．以上因素使得确定这种新合成物质的晶体结构成了理论研究的焦点，这些工作已经在高压科学中开拓了一个新的领域，即贵金属元素氮化物的高压合成与物性研究．     

FeBN (N≤3)团簇的结构与磁性

基于第一性原理,利用密度泛函理论中的广义梯度近似(GGA)对FeBN(N≤3)团簇进行了结构优化、能量和频率的计算,得到了FeBN(N≤3)团簇在不同自旋多重度下的平衡结构并确定了团簇的基态构型.结果表明,FeBN(N≤3)基态团簇的自旋多重度分别为4、3、2.我们对FeBN基态团簇的磁性做了系统的研究,得出了Fe原子磁矩和团簇总磁矩随团簇尺寸增大而减小的结论.     

KTa_(0.5)Nb_(0.5)O_3电子结构的第一性原理研究

用全电势线性缀加平面波法（FLAPW）计算了KTa_(0.5)Nb_(0.5)O_3铁电相和 顺电相的态密度、能带结构。通过对两相态密度的对比分析我们发现在铁电相，钽 原子的d电子和氧原子的2p电子以及铌原子d电子与氧原子的2p电子之间存在强烈的 轨道杂化，对能带的分析也得出同样的结论。这种轨道杂化对KTa_(0.5)Nb_(0.5) O_3铁电性的稳定有着重要的意义。钽原子在四方铁电体KTa_(1-x)Nb_xO_3中的作 用与在纯钽酸钾中的作用有明显的差别。