第一性原理研究Mg(16-x)Tix(x=1-16)合金的晶体结构和力学性质

设计力学性能良好的新型镁钛合金对于促进汽车工业、固态储氢材料以及生物复合材料具有重要的意义. 本文基于第一性原理计算, 以能量为判据, 筛选出了Mg(16-x)Tix(x=1~16)每个组分下最稳定的晶体结构, 同时通过形成能、声子谱以及弹性常数对相对稳定的Mg15Ti1, Mg2Ti2, Mg1Ti15晶体结构进行了详细的研究. 研究结果表明镁钛合金是不相溶的, 形成的结构均为亚稳态结构且是热力学稳定的, 此外钛含量的增加有利于增加镁钛合金的硬度以及延展性, 这与实验结果一致, 但是会降低共价键的强度.     

蓝宝石(α-Al_2O_3:Fe~(3+))体系基态分裂与局域晶格畸变的研究

2002年Scholz和Buzaré对蓝宝石晶体中Fe3+离子的基态分裂重新进行了EPR实验测量和研究,他们的初步分析表明在蓝宝石晶体中Fe3+离子的6A1基态分裂有可能同时与两个方向的畸变角(θ和φ)有关.本文采用对角化d5组态在C3点群对称下的252×252完全能量矩阵的方法,对蓝宝石晶体中Fe3+离子的光谱和EPR谱进行了系统的研究.计算结果表明蓝宝石体系中Fe3+离子的6A1基态分裂确实将明显依赖于两个方向的畸变角θ和φ,这一理论结果与Scholz和Buzaré等的实验相符合.同时,通过拟合Fe3+离子在蓝宝石体系中的实验光谱和EPR参量,确定了蓝宝石晶体中(FeO6)9团簇局域晶格畸变角θi的范围.     

AlF3:Fe3+系统局域晶体结构理论的研究

本文通过对角化d5电子组态的能量矩阵,同时模拟二阶和四阶EPR参量D和（a-F）,发现Fe3+在AlF3:Fe3+系统有一个膨胀的畸变。这个膨胀的畸变可能是由于Fe3+离子半径大于Al3+离子半径,当Fe3+取代Al3+离子时, Fe3+离子将会推动氟配体向外移动.     

绿宝石晶体中(CrO6)9－团簇局域极化现象的理论研究

基于配位场理论,建立d³组态离子在三角晶场中的完全能量矩阵,采用完全能量矩阵的对角化计算方法,研究了绿宝石晶体Cr³⁺：Be₃Al₂(SiO₃)₆的光谱和EPR谱,理论值与实验值符合得很好.通过分析绿宝石晶体中(CrO₆)^9-团簇的光谱和EPR谱,研究了配体在络合物中的极化现象.结果表明由于周围配位环境的影响,绿宝石晶体中(CrO< 关键词： 3+：Be₃Al₂(SiO₃)₆体系')" href="#">Cr³⁺：Be₃Al₂(SiO₃)₆体系 光谱 EPR谱 局域结构极化     

高压下ErNi2B2C弹性性质、电子结构和热力学性质的第一性原理研究

采用密度泛函理论中的赝势平面波方法研究了高压下超导材料 ErNi₂B₂C 的弹性性质、电子结构和热力学性质.分析表明, 弹性常数、体弹模量、剪切模量、杨氏模量和弹性各向异性因子的外压力效应明显. 电子态密度(DOS)的计算结果显示, 在费米能级(E_F)处的 DOS 峰随外界压强的增大显著降低, 由于 ErNi₂B₂C 相对较高的超导温度(T_c)起因于E_F处的 DOS 峰, 因此推测压强增大可能会降低 ErNi₂B₂C 的 T_c.类似的现象在超导材料 MgB₂和 SrAlSi 中已被发现.此外, 基于准谐德拜模型, 对 ErNi₂B₂C 在高温高压下的热力学性质的研究表明, 在一定范围内, 温度和压强将对其热膨胀系数和热容产生明显的影响. 关键词： 高压 弹性性质 电子结构 热力学性质     

Zero-field splitting parameters and local structures for tetragonal Cr2＋ centers in Cr2＋-doped ZnSe semiconductors

The inter-relation between zero-field splitting （ZFS） parameters and local lattice structures of the （CrSe4）6 clusters in ZnSe semiconductors has been established by using the complete diagonalization （of the energy matrix） method. On the basis of this, the local lattice distortions, the ZFS parameters D, a, F and the optical spectrum for Cr2＋ ions doped into ZnSe are theoretically investigated, and the contributions of the spin singlets have been taken into account. The calculated ZFS parameters are in good agreement with the experimental values. From our calculations, the tetragonal distortion parameters AR = 0.091A and Aθ = 4.28° of Cr2＋ in ZnSe are acquired, and the results suggest that there exists a tetragonal expansion distortion for the local lattice structure of （CrSe4）6- clusters in ZnSe crystals. The influence of the spin singlets on ZFS parameters is also discussed, indicating that the contributions to ZFS parameters a and F cannot be ignored.