杨忠华
,
刘贵立
,
曲迎东
,
李荣德
人工晶体学报
采用基于密度泛函理论的CASTEP程序,对单壁手扶椅型(6,6)硅纳米管施加不同程度的拉伸变形,研究其电子结构和光学性质.研究发现,拉伸变形使得硅纳米管的Si-Si键长增加,布居数减小,稳定性降低.拉伸变形过程中,导带底的电子明显向低能区偏移,而价带顶的电子向高能区移动,从而能隙宽度减小.同时,由于共价键对价带电子的束缚度降低,价电子更容易受激发向导带跃迁.拉伸变形能够增大硅纳米管的静态介电常数和实数部的吸收宽度,并使介电函数虚数部在低能区发生红移,从而硅纳米管的能隙宽度减小.在近紫外光波段,红外和可见光波段硅纳米管的发光效率随拉伸变形量的增加而提高.研究结果为硅纳米管在光电器件的应用提供理论基础.
关键词:
第一性原理
,
硅纳米管
,
电子结构
,
光学性质
易忠华
,
邵艳群
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王欣
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魏宗平
,
唐电
稀有金属材料与工程
采用密度泛函理论的局域密度近似(Local Density Approximation,LDA)和广义梯度近似(Generalized GradientApproximation,GGA)方法,对金红石型RuO2和IrO2的结构进行了计算,获得了体模量、晶胞体积和键长等数据,分析了它们与实验数据的不同原因.结果表明:采用GGA和LDA获得的数据与状态方程式拟合很好,采用LDA计算的稳定状态下的系统形成能E0(绝对值)高于GGA计算的结果,而对超胞体积V0,则是LDA的计算结果小于GGA.两种方法计算出来的体积弹性模量相差将近50 GP.a.采用LDA获得的体积弹性模量、晶胞体积、晶体参数和键长均优于GGA计算的结果.引入热膨胀系数对RuO2和IrO2晶胞体积的LDA的计算结果进行修正,可以得到与实验值非常接近的结果.
关键词:
第一性原理
,
局域密度近似
,
广义梯度近似
,
RuO2
,
IrO2
蒋华龙
,
濮春英
,
杨兴强
,
宋海珍
,
张飞武
,
周大伟
人工晶体学报
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对新近发现的四方Mo2B在0～40 GPa压力范围内的物性进行了研究,研究内容包括弹性、各向异性、脆性延展性、硬度、理论强度、热容、热膨胀系数等基本物理性质.研究发现在0～40 GPa压力范围内,四方Mo2B晶体均满足力学稳定性条件,并且表现出较强的各向同性.同时发现该晶体具有较高的抗压缩能力,但抗剪切能力较差,抗压和抗剪切能力会随压力增加而增长.此外还发现四方Mo2B为韧性材料,且压力越大韧性越强.计算显示它的维氏硬度为14.3 GPa,限制其作为超硬材料的应用.通过应力-应变的计算发现其不同方向的理想拉伸及剪切强度都比较低.此外,还利用准谐德拜模型研究了四方Mo2B的热膨胀系数以及定容热容等热力学性质.
关键词:
第一性原理
,
弹性性质
,
热力学性质
,
Mo2B
黄元春
,
肖政兵
,
张欢欢
,
刘宇
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.3.005
采用基于热力学相图计算软件Thermo-Calc、JMatPro对典型成分7085合金的平衡相种类及含量进行了计算分析,并结合基于第一性原理的赝势平面波方法和广义梯度近似方法采用CASTEP软件包系统计算了各平衡相的形成热、结合能、费米能以及弹性常数,并根据计算结果探讨了平衡相对合金耐蚀性能以及强韧性能的影响.计算结果表明:合金中除α-Al基体外,主要为MgZn2,Al2Cu,Al3Zr.所有平衡相的形成均为自发反应的放热过程.其中,MgZn2与α-Al费米能值相差最大,最易与α-Al形成微腐蚀电池而导致合金耐蚀性能下降,而Al2Cu相与α-Al基体的费米能差值最小,相对不易形成微腐蚀电池.弹性模量计算结果同时表明:Al3Zr在所有相中具有最大的体模量、剪切模量、弹性模量以及杨氏模量,对合金强韧性能提升最大.
关键词:
第一性原理
,
7085
,
平衡相
,
Thermo-Calc
,
弹性性质
王欣
,
王发展
,
雷哲锋
,
马姗
,
王哲
,
吴振
,
何银花
人工晶体学报
本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了不同横截面氧化锌纳米线(ZnONW)的结构稳定性和场致发射特性.结果表明:ZnONW的直径越大,原子弛豫后Zn-O键键长变化越小,体系越稳定;随外加电场增强,长径比较大的纳米线体系态密度(DOS)和分波态密度(PDOS)均向低能方向移动,最高占据分子轨道(HOMO)-最低未占据分子轨道(LUMO)能隙减少,体系电荷移向NW顶端.DOS/PDOS,HOMO/LUMO,能隙及有效功函数分析结果表明,具有较小横截面积的NW-1场发射性能最佳.
关键词:
第一性原理
,
ZnO纳米线
,
场发射
,
电子结构
罗雰
,
郭志成
,
张伟
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.20.028
通过基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了三元层状化合物Zr2AlC在不同压力下的电子结构.在0～40 GPa的压力范围内,Zr2AlC沿c轴的压缩性较a轴更容易,晶格的内坐标z随压力的增加而增加.对能带结构和电子态密度分析表明,能带随着压力的增加将会展宽,费米能级处的电子态密度减少,金属性减弱.在Zr2AlC中还表现出一定共价键和离子键特性,其中共价性随压力的增加而增强.
关键词:
Zr2AlC
,
电子结构
,
高压
,
第一性原理
李秀
,
卢一林
,
赵辉
人工晶体学报
采用第一性原理的平面波赝势方法,结合广义梯度近似(GGA),分别计算了在常压和高压下,C掺杂碱土金属硫化物X4CS3(X =Ca,Sr和Ba)的磁矩,体积和总能量随压强的变化情况以及Ca4CS3的能带结构和电子态密度.结果表明,随着压强的增大X4CS3的铁磁性减弱最终发生磁相变由铁磁态(FM)转变为非铁磁态(NM).磁性相变主要原因是由于阴离子p态能带的增宽所导致的磁性坍缩.
关键词:
第一性原理
,
掺杂
,
铁磁性
,
高压
宫长伟
,
付现凯
,
王家恒
,
李晓飞
,
柴跃生
人工晶体学报
基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理的平面波超软赝势法对锐钛矿TiO2晶体和Eu3+,Eu2分别掺杂的锐钛矿TiO2晶体的晶格参数、能带结构、态密度、差分电荷密度以及吸收光谱进行了计算.结果表明:不同价态Eu掺杂后锐钛矿TiO2晶胞膨胀,晶格都发生畸变;同时引入了杂质能级,减小了锐钛矿相TiO2的禁带宽度,TiO2的光吸收带边发生明显红移,在紫外区和可见光区的吸收系数增大.
关键词:
第一性原理
,
锐钛矿TiO2
,
Eu掺杂
,
电子结构
,
光学性质
侯贤华
,
胡社军
,
汝强
,
张志文
稀有金属材料与工程
采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波论调势方法计谋了Li-Si各种合金相的物理性质和电化学性能.结果表明:除了在反应过程中生成传统的固态电解持SEI膜之外形成的Li12Si7合金相也是部分导致首次不可逆容量损失的重要原因.另外,采用射频磁控溅射制备了纯Si薄膜电极,并运用XRD、徨伏安CV、恒流充放电CC表征和测试了材料的结构和电化学性能,结果表明首次不可逆容量损失非常大,无定型结构能有交抑制体积膨胀和改善徨性能.
关键词:
锂离子电池
,
嵌锂形成能
,
容量损失
,
第一性原理
李春萍
,
陈鑫
,
张宝林
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.02.034
采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法,结合广义梯度近似(GGA)研究了Au、N共掺杂纤锌矿ZnO的能带结构、电子态密度,以及复介电函数、光学吸收等光学性质,并与本征ZnO和N掺杂ZnO情况进行了对比.计算结果表明Au、N共掺杂ZnO仍是直接带隙半导体材料,掺杂后ZnO的带隙收缩,价带展宽.在价带顶电子密度分布较N掺杂ZnO情况的局域性减弱,更有利于获得p型ZnO.与未掺杂ZnO相比,介电函数和吸收系数在可见和紫外区域得到显著增强.
关键词:
氧化锌
,
共掺杂
,
第一性原理
,
电子结构
,
光学特性
