张威虎
,
张富春
,
张志勇
,
阎军峰
,
负江妮
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2009.02.009
计算了Ga、Al、In掺杂对ZnO体系电子结构和光学性质的影响.所有计算都是基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一原理平面波超软赝势方法.计算结果表明:Ga、AI、In掺杂在ZnO中占据了Zn位置,为n型浅施主掺杂,导带底引入了大量由掺杂原子贡献的导电载流子,明显提高了体系的电导率.同时,光学带隙展宽,且向低能方向漂移,可作为优良的透明导电薄膜材料.同时,计算结果为我们制备基于ZnO透明导电材料的设计与大规模应用提供了理论依据,也为监测和控制ZnO透明导电材料的生长过程提供了可能性.
关键词:
ZnO
,
第一性原理
,
掺杂
,
光学属性
,
密度泛函理论
宋永东
,
张富春
,
张威虎
,
张志勇
,
李卫东
材料导报
计算了CdO电子结构和光学线性响应函数,从理论上给出了CdO材料电子结构与光学性质的内在关系.所有计算都是基于密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)框架下的第一性原理平面波超软赝势方法.利用精确计算的能带结构和态密度分析了带间跃迁占主导地位的CdO材料的能量损失函数、介电函数、反射谱,理论结果与实验符合,通过电荷密度差分图分析了CdO材料的化学和电学特性,为CdO光电材料的设计与大规模应用提供了理论依据.同时,计算结果也为精确监测和控制该类氧化物材料的生长过程提供了可能性.
关键词:
CdO
,
光学性质
,
电子结构
,
第一性原理
张威虎
,
张富春
,
张志勇
,
薛苏琴
,
杨延宁
材料导报
计算了纤锌矿ZnS以及压力体系下的电子结构,分析和比较了体系的能带结构、态密度、费米能级以及应力对ZnS体系电子结构的影响.所有计算都是基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一原理平面波超软赝势方法.结果表明:随着压力的逐渐增大,Zn-S键长缩短,相互作用增强,价带与导带分别向低能和高能方向移动,带隙Eg展宽,这从理论上解释了ZnS带边和能隙与压力的关系.
关键词:
ZnS
,
第一性原理
,
电子结构
,
应力
张威虎
,
吕淑媛
,
张富春
,
张志勇
材料科学与工艺
通过合理设计化学成分以及有效地优化热处理工艺,新研制的系列贝氏体结构钢在保证超高强度(σb>1400 MPa)条件下,塑性与韧性配合良好,且V型缺口冲击能(AKV>140 J)与同强度级别的马氏体钢相比提高一倍多.结合显微分析结果,深入地讨论了韧性改善的物理机制.
关键词:
超高强度钢
,
抗拉强度
,
冲击能
,
铁素体板条
,
亚结构
邵思飞
,
张富春
,
张威虎
,
张志勇
功能材料
计算了Fe掺杂ZnO体系几何结构和电子结构,分析了掺杂对ZnO晶体的电子结构、磁矩、电子态密度、磁学性质的影响.所有计算都是基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一原理平面波赝势方法.计算结果表明:Fe3+并不能占据准确的Zn2+位置,而是沿c轴方向位移了一段距离Δz,这是引起Zn1-xFexO铁磁性的主要原因,理论计算结果与试验结果吻合.
关键词:
ZnO
,
第一性原理
,
铁磁性
,
掺杂
张富春
,
崔红卫
,
杨延宁
,
张威虎
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.14.008
采用基于密度泛函理论框架的第一性原理计算方法,利用 LSDA＋U 方法计算了 CoSi2合金材料的电子结构和光学性质。计算结果表明,CoSi2合金能带结构的导带和价带在费米能级附近存在明显的交叠,表现出半金属特性。随着U 值的增加,费米能级处的能级逐渐分裂,导带部分和价带部分分别向高能和低能方向移动,当U＝8时,CoSi2合金出现自旋劈裂现象。电荷密度计算结果显示 Co—Si 键是一种以共价键为主且含有部分离子键成分的混合价合金材料,载流子具有明显的由 Si 原子向 Co 原子的电荷转移特性。光学吸收谱分析表明,随着U 值的增大,Co-Si2材料的吸收峰发生蓝移现象,吸收峰强度逐渐减弱。这些结果表明,CoSi2合金材料是一种很好的具有一定发光性能的热电材料。
关键词:
CoSi2 合金
,
Hubbard U
,
电子结构
,
光学性质
张富春
,
邓周虎
,
允江妮
,
阎军峰
,
张威虎
,
张志勇
功能材料
计算了外压调制下ZnO体系电子结构特性,分析了外压对ZnO电子结构的影响.所有计算都是基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一性原理平面波超软赝势方法.结果表明:随着压力的逐渐增大,Zn-O键长缩短,价带与导带分别向低能和高能方向漂移,带内各峰发生小的劈裂,带隙Eg明显展宽,Zn的3d电子与O的2p电子杂化增强.
关键词:
ZnO
,
第一性原理
,
电子结构
,
调制
,
应力
张威虎
,
张富春
,
张志勇
,
阎军峰
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.02.016
在广义梯度近似下,采用基于密度泛函理论框架下的第-性原理和虚拟晶体近似(VCA)方法,计算了Pb0.5Sr0.5TiO3(PST)电子结构及其属性.分析了PST固溶体总体能量变化趋势,确定了A位离子在铁电相的平衡构型.计算结果表明:在PST固溶体中,当Ti原子相对于氧八面体沿[001]方向发生约0.012 nm偏心位移,PST出现能量极小值.O 2p和Ti 3d轨道的强杂化以及部分O-Pb和O-Sr轨道杂化间接增强了TiO6八面体的畸变,体系总能量降低,促进了PST铁电畴变的形成.
关键词:
Pb0.5Sr0.5TiO3(PST)
,
精细结构
,
铁电性
,
第-性原理
,
虚拟晶体近似(VCA)
阮兴祥
,
张富春
,
张威虎
稀有金属材料与工程
采用密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,研究In掺杂对纤锌矿Inx GahN合金的晶格常数、能带结构、态密度和光学性质的影响.计算结果表明:随着In掺杂浓度的增加,晶格常数逐渐增大,导带向低能方向移动,带隙变窄;与此同时,介电函数向低能方向发生了漂移,发生了红移现象.在2.0 eV附近出现了第一个介电峰,在4.76 eV附近出现了最大的介电峰.在大约5.6 eV和9.2 eV处有两个交叉点,当光子能量低于5.6或者高于9.2 eV,低掺杂浓度(小于50％)的吸收系数小于高掺杂浓度的吸收系数;当光子能量在5.6到9.2 eV之间,低掺杂浓度的吸收系数高于高掺杂浓度的吸收系数.研究结果表明InxGa1-xN合金可以作为太阳能电池以及透明导电薄膜的材料.
关键词:
TnxGa1-xN
,
第一性原理
,
合金
,
特性
邵婷婷
,
张富春
,
张威虎
稀有金属材料与工程
基于平面波赝势密度泛函理论,分别采用GGA,LDA,B3LYP和PBE0方法研究了金红石型SnO2的结构、电学和光学性质.计算结果表明,采用GGA和LDA超软赝势计算的性质接近,采用GGA和LDA模守恒赝势计算结果类似,采用B3LYP和PBE0方法计算的性质相似.采用B3LYP和PBE0方法计算的带隙相比较采用GGA和LDA模守恒赝势更接近于实验数据,而采用GGA和LDA超软赝势计算的带隙最小.尽管采用不同方法计算的SnO2带隙差距很大,但是计算的态密度和光学性质曲线基本相似,仅仅在数值上有些区别.从计算分析结果来看,采用B3LYP和PBE0方法计算金红石型SnO2的结构、电学和光学性质比其他方法更接近实验值.
关键词:
SnO2
,
密度泛函理论
,
电学结构
,
电学性质
,
光学性质
