石墨烯电子结构和声子谱的第一性原理计算研究

基于密度泛函理论和密度泛函微扰理论框架,采用模守恒赝势和局域密度泛函近似,计算石墨烯的电子结构和声子谱.发现石墨烯是一带隙为零的半导体,在Dirac点附近的态密度来源于C原子pz轨道;掺杂后第一布里渊区的费米面由位于Dirac点处的点变为围绕Dirac点的弧形,与角分辨光电子谱实验所得到的掺杂情况下的费米面相符.声子谱计算结果表明,石墨烯布里渊区中心的声子谱有三个光学支和三个声学支,计算得到的具有拉曼活性的声子频率与拉曼光谱实验结果相近.

二维晶格色散关系和态密度的紧束缚模型计算

文章利用紧束缚模型计算了二维正方、三角、六角格子色散关系.对于正方和三角格子,主要考虑电子在最近邻格点上的跳跃情况.对于六角格子,以石墨烯为例,考虑电子只在最近邻格点上跳跃以及同时考虑电子在最近邻和次近邻格点上跳跃两种情况.对于以上3种格子的色散关系,利用Matlab软件进行图形化,并用Fortran软件编程计算相应的态密度,计算结果对理解不同晶格的电学性质提供理论基础.

元素替代对LaO_(0.5)F_(0.5)Bi(Se_(1-x)S_(x))_(2)超导体晶格和电子结构的影响

基于第一性原理计算,本文研究了S元素替代对最近新发现的BiSe2基超导体LaO0.5F0.5Bi (Se1?xSx)2晶格和电子结构的影响。发现随着S掺杂浓度的增加,晶格参数a,c以及原胞体积V都呈下降的趋势。研究了LaO0.5F0.5BiSe2和LaO0.5F0.5BiS2的电子结构,发现二者都具有多带结构,费米面具有准二维结构,费米处的态密度主要来自于Bi-6p轨道。然后运用两种不同方法建立LaO0.5F0.5Bi (Se0.5S0.5)2原胞模型,发现两者费米面出现显著不同,表明Se1和Se2位置原子的不等价性。最后计算发现随着S掺杂浓度的增大,费米面处态密度先增大再减小,在x = 0.6时取得最大值,与实验描绘的Tc^x相图基本一致,预示着LaO0.5F0.5Bi (Se1-xSx)2可能为电声耦合的常规超导体。