聂耀庄
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谢佑卿
,
李小波
,
彭红建
金属学报
应用基于密度泛函与密度泛函微扰理论的平面波赝势方法计算了一组不同晶格常数下hcp结构金属Zr的声子谱及相应的静态总能，由此得到不同晶格常数下的自由能，由准谐近似及自由能极小判据得到自由能与温度的关系，进而计算了热膨胀系数、体弹性模量、定容及定压摩尔热容与温度的关系，计算结果在较宽的温度范围内与实验相符。对热膨胀系数，同时应用德拜-格林奈森模型进行了计算，并与第一原理方法的结果进行了比较。对摩尔热容的计算考虑了电子的贡献，表明在高温区电子热容的贡献不能忽略
关键词:
第一原理计算
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calculations
,
Thermal properties
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Phonons
邓胜华
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金慧
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李红
稀有金属材料与工程
用第一原理法对Ge/Si (113)表面的重构、表面能和表面应力及其随Ge沉积层数的变化情况进行了计算,分析了Ge/Si (001)自组织量子点DOME形成机制和稳定性.发现构成DOME的Ge/Si(113)表面在压应变条件下是能量非常低的稳定表面.Ge原子在Si(001)表面上自组织生长量子点时,首先形成HUT岛;当生长到相当于约4个(001)层厚时,Ge/Si (113)表面表现为(2×2)-TPI&R重构,并开始形成稳定的DOME岛.
关键词:
Ge/Si自组织量子点
,
Si(113)表面重构
,
第一原理计算
,
表面能
,
表面应力
许密
,
陈进武
,
曾宪波
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2010.06.006
基于第一原理赝势平面波方法和虚拟晶体势函数近似(VCA),提出了一种计算Ti-Al-Nb合金V合金化的形成热和力学性能的方法和模型.计算结果表明:Ti-Al-Nb合金V合金化时V倾向占据O-Ti2AlNb晶体的Nb点阵位.合金化产物O-Ti-22Al-[Nb(27-x)Vx]晶体的弹性模量理论计算值与室温测量值非常接近,并通过计算预测了当V合金化浓度x在1%～3%变化时晶体的弹性模量逐渐降低.采用Pugh判据B/G和B/C44比值表征和评判了V合金化浓度对O-Ti-22AI-27Nb晶体延性的影响.计算表明:V合金化浓度为1%～2%时不能改善O-Ti-22Al-27Nb晶体的延性,但当V浓度为3%时能显著增加O-Ti-22Al-27Nb的延性.从理论数据和实验结果对比来看,这种计算Ti-Al-Nb合金V合金化的形成热和力学性能的模型和方法比较准确和可靠,在为实验结果提供理论支撑同时,还可对不同V合金化浓度的合金性能做出预测.
关键词:
Ti-22Al-[Nb(27-x)Vx]
,
V合金化
,
第一原理计算
,
方法和模型
李荣
,
罗小玲
,
梁国明
稀有金属材料与工程
采用密度泛函理论(DFT)第一性原理的平面波超软赝势方法,对Ti掺杂VH2的超晶胞体系进行了几何结构优化.结果表明,随着Ti掺杂量的增加,V1-xTixH2晶胞参数逐渐增大,体系的总能量逐渐增大,体系的稳定性逐渐减弱,有利于改善放氢性能.对V1-xTixH2(x=0,0.13,0.30,0.48,0.65,1)的电子态密度、净电荷、键级以及电子密度进行了计算和分析.计算结果表明:随着Ti掺杂量的增加,V的净电荷逐渐增加,而H的净电荷逐渐减少,V-H的离子性相互作用增强,共价性相互作用减弱；在VH2中掺杂一定量的Ti以后,V-H之间的键级增大,V-H之间的相互作用增强,从而改善吸氢性能.当Ti含量大于0.48时,V-H之间的键级反而减小,V-H之间的相互作用减弱,合金的吸氢性能降低.
关键词:
Ti掺杂
,
VH2
,
电子结构
,
第一原理计算
杜晔平
,
陈敬超
,
冯晶
,
阮进
材料导报
采用基于密度泛函理论(DFT)的总体能量平面波超软赝势法,电子交换关联能结合广义梯度近似(GGA)PW91形式,对Al原子不同掺杂位置的ZnO超原胞进行了几何优化,计算分析了晶体结构参数及掺杂模型的电子结构.结果表明,几何优化后掺杂晶胞z轴方向出现收缩现象,两种模型在杂质掺入后半导体ZnO导电能力提高,形成置换杂质模型的可能性要大于间隙杂质模型,掺杂Al和基体ZnO的原子数配比直接影响导电性能,最后给出了电子轨道跃迁规律.
关键词:
半导体
,
ZnO
,
掺杂
,
第一原理计算
李贵发
,
朱深亮
,
鲁世强
,
刘俊伟
,
彭平
稀有金属材料与工程
基于第一原理计算方法,通过比较Co、Pd合金化前、后NiTiNb合金能态、电子、态密度等微观结构变化,表征和评判了Co、Pd掺杂对NiTiNb合金相变的影响,结果表明:Co元素在NiTi和NiTi(Nb)相取代Ni位的结合能和形成焓小于其取代Ti位,表明Co元素将以取代Ni位形式固溶,Mulliken布居和电子密度计算显示,Co固溶后将与最近邻Ti原子形成强键作用,导致Co周围Ti原子活性降低,Ni/Ti原子比升高,所以Co合金化后NiTiNb合金Ms反而降低.对于Pd元素,虽然其取代Ti位的形成焓略小于取代Ni位,但NiTi(Pd→Ni)和NiTi(Nb)(Pd→Ni)的结合能均小于Pd取代Ti位,同时Pd→Ni位后固溶相的Fermi能级处电子数减少,Pd成键峰峰值更高、峰型更集中,所以Pd以置换Ni位更稳定,Ni/Ti原子比降低,NiTiNb合金Ms升高.
关键词:
第一原理计算
,
NiTiNb合金
,
合金化效应
,
相变温度
周惦武
,
彭平
,
胡艳军
,
刘金水
稀有金属材料与工程
采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,计算了Mg-Ce二元合金系中不同Ce原子浓度与结构类型金属间化合物的几何、能态与电子结构,并从合金形成热和结合能两方面调查了这些金属间化合物不同结构类型的相结构稳定性.结果表明:Mg3Ce,Mg2Ce,MgCe,MgCe2和MgCe3金属间化合物具有最强合金化形成能力和最高结构稳定性的结构类型分别为DO3,C15,Ba,C15和DO3.电子态密度(DOS)的分析结果表明:不同Ce含量Mg-Ce金属间化合物相结构稳定性的差异源于其费米能级处电子数的不同,高稳定性的相结构类型可归因于其费米能级处较少的Mg(3s),Mg(2p),Ce(5d)和Ce(4f)成键电子.
关键词:
Mg-Ce金属间化合物
,
第一原理计算
,
结构稳定性
,
电子结构
陈律
,
文韬
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2011.2.001
采用第一原理赝势平面波方法和基于虚拟晶体势函数近似(VCA),计算了Ag合金化(浓度x＜1.0%,原子分数,下同)时完整与缺陷B2-NiAl晶体的弹性性质,并采用弹性常数C44,Cauchy压力参数(C12-C44)、弹性模量E、剪切模量G及其与体模量B0的比值G/B0等,表征和评判了Ag合金化浓度x对NiAl金属间化合物延性与硬度的影响.结果表明:无论是无缺陷的理想NiAl晶体,还是含Ni空位或Ni反位的NiAl缺陷晶体,x＜1%的Ag合金化均可使其硬度大幅提高;在0%～0.6%以及0.7%～1%区间,Ag将提高NiAl完整晶体材料的延性,并且以0.6%附近为最好;当x≤0.5%时,Ag合金化能改善Ni空位的NiAl多晶材料延性,并以x=0.32%～0.48%时,Ni空位的NiAl多晶延性的提升幅度尤为明显;而当1%＞x＞0.5%时,却可明显提高Ni反位B2-NiAl晶体的延展性,并在x=0.73%～1%区间呈现相对较好的韧化效果.上述结论归于低浓度Ag的固溶强化与高浓度Ag的富Ag相软化作用.
关键词:
B2-NiAl
,
Ag合金化
,
第一原理计算
,
弹性性质
曹红红
,
张颖
,
吕广宏
,
王天民
,
陈军
稀有金属材料与工程
采用第一原理方法,计算了Pb掺杂锐钛矿型TiO2的晶胞几何结构和电子结构,由于Pb的原子半径大于Ti,掺Pb后晶胞体积明显增大;水平方向和顶点方向的Pb-O键键长比相应的Ti-O键键长增长.由于Pb与O原子的sp轨道杂化作用,与Pb近邻的O原子p电子态出现尖锐的峰,并使处于第一价带的p电子态的带宽由4.6 ev增至7.3 ev;同时O的p轨道产生空态.掺杂后系统的导带底由Pb的p轨道构成.Pb掺杂使得锐钛矿型TiO2的能隙大幅度减小,因此,可以通过掺杂Pb实现对于锐钛矿型TiO2的能带调制,从而改变TiO2的光催化性能.计算结果与实验趋势相符.
关键词:
锐钛矿型TiO2
,
Pb
,
电子结构
,
第一原理计算
刘晓伟
,
尤静林
,
王媛媛
,
王晨阳
,
刘钦
,
王静
,
赵婷
中国有色金属学报
在 Na3AlF6-Al2O3系熔盐中，考虑到可能出现的键合结构，构建系列铝氟和铝氟氧络合离子的团簇结构模型，分别应用量子化学第一原理(Ab initio)和密度泛函计算方法(DFT)对其进行结构优化和拉曼频率计算，对Na3AlF6-Al2O3二元系含和不含LiF和CaF2添加剂的两种样品进行原位升温拉曼光谱实验。结果表明：两种方法计算结果吻合较好；添加剂LiF和CaF2对Al2O3的溶解有促进作用；溶解Al2O3中的氧已转化成为Al2OF62-中的桥氧，并得到理论计算模拟结果的解释和确认。
关键词:
Na3AlF6-Al2O3
,
团簇
,
第一原理计算
,
拉曼光谱
,
高温熔盐
