BiFeO3中各离子在铁电相变中作用本质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的广义梯度近似方法和赝势平面波法,对多铁材料BiFeO₃的铁电反铁磁相和可能的高温顺电相的电子结构进行了第一性原理研究.计算验证了BiFeO₃基态为G型反铁磁有序,Fe离子的理论磁矩与实验值相符.铁电相变发生后,Bi-6s态和6p态发生了电荷转移,Bi-6s电子的作用更加明显.Born有效电荷的研究表明铁电畸变主要表现为Bi原子的位移,并且电极化强度计算值很好地符合薄膜实验结果.部分态密度的计算表明Bi-6p态的成键轨道与反键轨道间的能量劈裂 关键词： 第一性原理 铁电性 铁电畸变 反铁磁性     

反尖晶石LiNiVO4中几何失措的抑制与磁有序

对反尖晶石结构的LiNiVO₄的磁学性质的研究表明：高温顺磁区研究表明材料存在自旋-轨道耦合作用;在低温区,由于其Li⁺/Ni²⁺无序占据八面体间隙位置,从而导致该材料几何失措效应的抑制;相应地体系呈现短程反铁磁有序态, Neel温度为35K. 关键词： 4')" href="#">LiNiVO₄ 自旋-轨道耦合 短程反铁磁有序 几何失措     

Zn~(2+)掺杂富锂层状正极材料Li_(1.13)Ni_(0.3-x)Mn_(0.57)Zn_xO_2的合成与电化学性质

将通过共沉淀法制备的M(OH)2(M=Mn,Ni)前驱体与Zn O和Li2CO3混合,合成了不同Zn2+掺杂量的Li1.13Ni0.3-xMn0.57ZnxO2材料.X射线衍射结果表明,Zn2+掺杂提升了材料的层状属性,降低了Li+/Ni2+混排程度.在2.0~4.8 V电压范围内,Zn2+掺杂材料表现出更高的可逆比容量,并具有良好的倍率性能和循环稳定性.示差扫描量热测试结果显示,Zn2+掺杂材料的热安全性能明显优于未掺杂材料.在所合成的材料中,Li1.13Ni0.29Mn0.57Zn0.01O2(Zn2+掺杂量x=0.01)具有最高的放电容量、最好的倍率性能和循环稳定性及极佳的热安全性能.     

制备条件对尖晶石型LiMn2O4的相行为及结构的影响

将LiNO₃和Mn₃O₄按不同物质的量比[x=n(Li):n(Mn)=0.50,0.52,0.54,0.58,0.62,0.70]混合,在空气气氛下,于700℃烧结得样品.实验发现,在0.52≤x≤0.70的范围内,样品均呈现出单相的尖晶石型LiMn₂O₄结构,晶胞参数随着x的增加而减小.将x=0.50的LiNO₃和Mn₃O₄混合物在不同温度(300,400,500,600和700℃)下进行烧结处理.结果表明,于300℃合成得到的样品为尖晶石型LiMn₂O₄,随着烧结温度的升高,晶胞参数增大;当温度大于600℃时出现杂相,可以通过加入过量的Li(即x≥0.52)来加以抑制.实验结果表明,通过控制烧结温度和Li加入量可以得到理想的尖晶石型LiMn₂O₄单相材料.     

Al掺杂对Ｌi（AlyCo1—y）O2材料结构的影响

报道了在８００℃烧结制备的新型锂二次电池极材料Ｌi(AlyCo1-y)O2(y=0,0.1~1)的Ｘ射线衍射结果和由此而揭示的结构演化过程,研究表明,y≤y≤０．９时,材料呈两相[Li(AlyCo1-y)O2,r-LiAlO2]共存状态,y=1时,材料又呈单相,为r-LiAlO2相,Ｌi(AlyCo1-y)O2材料中y值的上限即Al的最大固深度在０．５左右,在单相区（y≤０．５）,随着Ａl掺杂的增多,Ｌi(AlyCo1-y)O2材料晶格结构参数发生变化,a 轴缩短,c轴变长,c/a比基本呈线性增加,材料的层状属性更加明显。     

梯形化合物NaV2O4F电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理赝势平面波方法, 通过自旋极化的广义梯度近似(GGA)电子结构计算对梯形化合物NaV₂O₄F进行了研究. 考虑了四种假想的自旋有序态,计算结果表明该化合物的磁基态具有二维反铁磁(AFM)结构, 即沿梯阶和梯腿方向都表现为AFM作用. 能带结构显示NaV₂O₄F为绝缘体材料, 带隙约为1.0eV. 方锥体中的晶体场劈裂使得VO₄F方锥体中的 V^{4+ 关键词： 2O₄F')" href="#">NaV₂O₄F 梯形化合物 第一性原理计算 电子结构}     

BiFeO3中各离子在铁电相变中作用本质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的广义梯度近似方法和赝势平面波法,对多铁材料BiFeO3的铁电反铁磁相和可能的高温顺电相的电子结构进行了第一性原理研究.计算验证了BiFeO3基态为G型反铁磁有序,Fe离子的理论磁矩与实验值相符.铁电相变发生后,Bi-6s态和6p态发生了电荷转移,Bi-6s电子的作用更加明显.Born有效电荷的研究表明铁电畸变主要表现为Bi原子的位移,并且电极化强度计算值很好地符合薄膜实验结果.部分态密度的计算表明Bi-6p态的成键轨道与反键轨道间的能量劈裂大于其他电子态,使得Bi-6p态与O-2p态的共价作用选择性增强,这是铁电畸变的根本引发机理.Bi-6s电子因静电斥力而发生了极化,且没有参与Bi-6p轨道与O-2p轨道间的杂化,其电荷转移缘于其与O-2s,2p轨道发生了微弱的共价作用,并因此而强化了6s态电子的极化,这种共价作用更利于Bi-O间的相对位移,也是体系强电极化产生的原因.     

反尖晶石LiNiVO4中几何失措的抑制与磁有序

对反尖晶石结构的LiNiVO4的磁学性质的研究表明:高温顺磁区研究表明材料存在自旋.轨道耦合作用;在低温区,由于其Li+/Ni2+无序占据八面体间隙位置,从而导致该材料几何失措效应的抑制;相应地体系呈现短程反铁磁有序态,Neel温度为35 K.     

Mg掺杂对Li(Co,Al)O2电子结构影响的第一原理研究

基于密度泛函理论的第一原理赝势法，研究了Mg在Li(Co，Al)O2中掺杂前后的电子结构的变化.通过能带和态密度的分析,发现Mg掺杂后在价带中引入了电子空穴，同时价带展宽，这两个电子结构的显著变化是引起Li(Co，Al)O2导电率提高的主要机理.通过对Co3d电子态密度的分析发现，在二价Mg掺杂后，Li(Co，Al)O2中的Co价态升高，介于Co3+和Co4+之间.从能带计算出发，进一步定量给出了Co和O的平均价态的变化. 关键词： Li(Co Al)O2 电子结构 第一原理 电导     

钙钛矿型HoNiO3中电荷歧化的第一原理研究

应用第一原理的密度泛函方法,研究钙钛矿型过渡金属氧化物HoNiO_3的电子结构. HoNiO_3在正交结构（空间群为Pbnm）和单斜结构（空间群为P2_1/n）的电子密度图表明Ni在正交相中只存在Ni^３＋一种组态，而在单斜相中则存在Ni^(3-δ)+和Ni^(3+δ) +两种不同的组态. 电荷歧化特征值δ可由Ni3d电子态密度中非键t_2g部 分反映. 通过t_2g态密度在正交和单斜相的相对变化，可以算得δ 值为0.34±0.01. 关键词： HoNiO＿3 电荷歧化 电子结构 第一原理计算