元素晶体结合能:应用线性化缀加平面波法的全面研究(英文)

应用自洽和全电子的线性化缀加平面波方法，在密度泛函近似和间隙区完整势函数近似下，计算了５８种元素晶体的结合能。它们不但包括简单金属、贵金属和过渡金属，还包括共价固体和惰性气体原子组成的固体。在这样广的对象范围内，仔细讨论了获得高精度结果的统一的计算条件和方法。

Ni、Cu、Pt掺杂改性锐钛矿相TiO_2原理的全势线性缀加平面波法分析

利用基于密度泛函理论(DFT)的全势线性缀加平面波(FP-LAPW)法,计算并比较Ni、Cu、Pt掺杂前后锐钛矿相TiO2晶体的能隙和电子态密度.计算结果表明,Ni、Cu、Pt掺杂后TiO2的带隙分别为1.33、1.87和1.17 eV,相对于未掺杂的锐钛矿相TiO2(带隙为2.30 eV)都有明显的变窄,因而使吸收光谱红移.对于相同剂量的掺杂,同周期的Ni比Cu的掺杂效果更明显,同副族的Pt比Ni的掺杂效果更明显.

线性缀加平面波法计算掺杂钨和钒锐钛矿二氧化钛的电子结构

利用基于密度泛函理论的线性缀加平面波(LAPW)法,计算未掺杂和掺杂钨和钒的锐钛矿TiO_2晶体的能带和电子态密度.计算结果表明,钨和钒的掺杂能够使锐钛矿TiO_2的能带明显变窄.

线性缀加平面波方法对GaSe晶体电子结构的计算

在密度泛函理论 (DFT)广义梯度近似 (GGA)下 ,用全势线性缀加平面波 (FP -LAPW )方法计算了Ⅲ～Ⅳ族层状化合物GaSe晶体ε相的能带结构。计算得到的能隙宽度 (1.0 15eV)以及布里渊区高对称点处的能量值 ,与最近的理论计算结果和实验数据符合得较好。

二元化合物内聚能的线性化缀加平面波能带方法的计算研究(英文)

采用线性化缀加平面波能带方法 ,研究了典型二元化合物NiAl,SiC ,GaAs,MgS和NaCl的晶体总能和内聚能 ,着重考查了二元素Muffin tin半径的选取对各晶体总能和内聚能的影响。计算结果表明 ,对NiAl合金 ,Muffin tin半径的变动几乎不改变其晶体总能 ;组元原子的共价键半径可以作为共价键晶体如SiC和GaAs的Muffin tin半径 ;但是 ,元素的离子半径不适合于作为具有较强离子键合的离子性晶体如MgS和 NaCl的Muffin tin半径 ,因为这时阳离子有较多的芯电子溢出Muffin tin球。通过选取适当的Muffin tin半径 ,对如上化合物计算得到的内聚能与实验结果符合。

LaNi_5电子与能量结构的全电子计算

在全电子水平上,基于广义梯度近似(GGA)密度泛函和全势能线性缀加平面波方法(FLAPW),计算给出了LaNi5的晶体结构、能带结构、电子密度、状态密度(DOS),以及势能结构;并比较分析了自旋极化(Spin Polarization)对这些性质的影响。全电子计算的晶体结构与实验结果符合得很好;考虑自旋极化后,仅计算出能量约为降低,而对优化结构的影响不明显。

α-LaNi_5H_(0.5)与β-LaNi_5H_3的全电子计算

在全电子水平上,基于广义梯度近似密度泛函和全势线性缀加平面波方法,计算出了LaNi5储氢合金固溶相α-LaNi5H0.5与中间相β-LaNi5H3的晶体结构、态密度和电荷密度等特征.在α相区域中,通过对5种不同间隙位置的能量计算得到12n位最稳定;点阵常数α随着H原子增多而增大,而c基本为一常数.在α→β相区域中,α值随着H原子的增多进一步增大,而c值增大相对较小.计算值与实验结果一致.

LaNi_5热力学性质的全电子计算

本文利用广义梯度近似 (GGA)密度泛函和全势能线性缀加平面波 (FLAPW )方法 ,计算给出了LaNi5和LaNi5H7的晶体结构、生成焓、价电子轨道分布 ;晶体结构和焓与试验值作了对比 ,结果合理、可行 ;La原子与 2c格位Ni原子的成键较强于La原子与 3g格位Ni原子的成键 ,所以LaNi5晶体各向异性特征较为明显 ;并简单分析了这些性质与LaNi5合金的稳定性。

铝合金化对LaNi_(5-x)Al_x电子结构的影响

在全电子水平上,基于广义梯度近似密度泛函和全势能线性缀加平面波方法,计算了不同Al含量LaNi5-xAlx(x=0,0.5,1.0)的晶体结构、能带结构、状态密度等特征。对LaNi5的计算表明:GGAPerdew96的计算结果可信,自旋极化对优化结构和能量的影响不明显;对LaNi4Al的研究表明Al原子最可能取代3g位的Ni原子;对LaNi4.5Al0.5的优化结构与实验结果一致。随着Al含量的升高,晶胞能量、费米面能量升高,如从LaNi5,LaN4.5Al0.5到LaNi4Al,费米面能量从-10.591、-10.134eV升高到-9.441eV,而Ef上的态密度和材料对应的低温比热容则急剧下降,态密度从11.81、8.86急剧降低到1.61eV/f.u.。并计算给出了LaNi4.5Al0.5的能带结构、状态密度图。

镧基储氢材料氢化物LaNi_5H_x的第一性原理

从密度泛函理论为基础的第一性原理出发，运用全势能线性缀加平面波方法，对LaNisHx（z=3，4，5）进行了建模研究，经过优化得到稳定的晶体结构．从理论上验证其存在性，并计算给出了它们的电子密度以及状态密度图。结果表明：在几种模型中，H原子最终稳定地排布在基平面（12n位）和中间面（6m位）上，并且趋向晶胞的同一侧；随着H原子的增多，晶胞参数口值（0．5273～0．5310nm）增大相对较小，而c值（0．4075～0．4165nm）有较大的增加，与实验结果一致；并且La与Ni的相互作用进一步减弱。

LaNi_(4.75)Al_(0.25)储氢材料的密度泛函理论研究

在全电子水平上,基于广义梯度近似(GGA)密度泛函和全势能线性缀加平面波方法(FLAPW),研究了LaNi4.75Al0.25的晶体结构。采用GGAPerdew96交换相关泛函,计算给出了LaNi4.75Al0.25的晶胞参数为a=b=0.5033nm、c=0.4018nm、a/c=1.252,Al原子最可能占据的3g格位的等效位置(0.75,0,0.5),计算还给出了合金的能带结构、态密度(DOS)和电荷密度图,计算结果与实验值符合得相当好。

元素Si和C对AlCo_2Ti晶体结构的理论研究

用广义梯度近似密度泛函和全势能线性缀加平面波方法研究了元素Si和C对AlCo2Ti晶体构的电子结构影响.,我们分别对杂质元素Si和C替代晶体AlCo2Ti中的Ti(1/2,1/2,1/2)位进行了对比研究.同时,对杂质元素Si和C对晶体AlCo2Ti的晶格常数、体弹模量和原子之间的化学键产生的作用进行了探讨.

用第一性原理研究AlCu_2Ti晶体的电子结构(英文)

用广义梯度近似密度泛函和全势能线性缀加平面波方法,研究了AlCu2Ti的电子结构.结果表明,总的态密度不仅依赖于过渡金属的位置,而且过渡金属的dDOS在价电子的杂化中起着关键作用.铝的3s态被排斥远离费米能级,铝的3p态比d态更扩展.总的态密度由铝的3p态调节,并且在电子间的相互作用中,铝的3p态比d态更敏感.特别地,AlCu2Ti表现出较平的DOS和弱的金属性.

Co_2Ti_(1-x)M_xA(lX=0,1/4;M=C,Si)晶体的电子结构的第一性原理研究(英文)

用广义梯度近似密度泛函和全势能线性缀加平面波方法研究了晶体Co2Ti1-xMxA(lX=0,1/4;M=C,Si)的电子结构.为了更好的了解杂质元素对晶体AlCo2Ti结构的影响,对杂质元素M(M=C,Si)替代晶体AlCo2Ti中的Ti(1/2,1/2,1/2)位进行了对比研究.同时,对杂质元素M(M=C,Si)对晶体AlCo2Ti的晶格常数、体弹模量和原子之间的化学键产生的作用进行了探讨.

掺Sn锐钛矿相TiO_2的第一原理计算

从第一原理角度,用基于密度泛函理论(DFT)的全电势线性缀加平面波法(FLAPW)和广义梯度近似(GGA),计算了掺Sn锐钛矿相TiO2的晶格优化结构和电子结构。结果表明:掺Sn以后晶胞体积明显增大,在z方向有伸长的趋势;掺Sn锐钛矿相TiO2典型晶面的电子密度分布与纯的锐钛矿相TiO2的比较表明,掺杂后的Sn-O键比原来的Ti-O键强;掺Sn锐钛矿相TiO2的能带结构图表明,掺杂后仍为间接带隙的半导体,与未掺杂时比较,能隙减小了0.24eV,与实验趋势相符。

LaNi_(4.5)Al_(0.5)储氢合金固溶相的密度泛函研究

基于密度泛函理论,采用全势线性缀加平面波方法(FLAPW),研究LaNi4.5Al0.5储氢合金固溶相α-LaNi4.5Al0.5H0.5和α-LaNi4.5Al0.5H1.0中H原子的占位、态密度和电子密度,分析了H原子的加入对固溶体电子结构和稳定性的影响。结果表明:从能量角度计算得到α-LaNi4.5Al0.5H0.5中H原子最可能占据靠近Al的6m位,α-LaNi4.5Al0.5H1.0中的两个H原子最可能占据6m和4h*位;随着H原子的增加,晶胞主要沿着c轴方向膨胀;Al和Ni,H之间的相互作用是合金含氢固溶体保持稳定的主要因素;态密度图中低能量区域的态密度越大固溶体越稳定;如果EF处于带隙的底部,则体系较稳定。计算结果与已有的实验结果非常一致。

Pu_3M和PuM_3(M=Ga,In,Sn,Ge)化合物的电子结构和形成热

采用全势线性缀加平面波(FPLAPW)方法,在广义梯度近似(GGA)+自旋轨道耦合(SOC)+自旋极化(SP)下计算了具有AuCu3构型的Pu3M和PuM3(M=Ga,In,Sn,Ge)化合物的平衡结构、电子结构和形成热.计算的晶格常数与实验值符合得很好;态密度分析表明Pu和M原子轨道间的杂化作用决定于Pu6d-Pu5f、Mp-Pu6d和Msp-Msp轨道杂化之间的竞争,而这种竞争又依赖于M的含量;电负性差和电子杂化效应是影响Pu3M和PuM3化合物形成热和稳定性的两个重要因素,电负性差越大,M的s、p带中心距费米能级越远,Pu3M(PuM3)化合物的形成热越负,稳定性越高.

Fe_(1-x)Co_x合金电子结构和磁性的理论研究

Fe_(1-x)Co_x合金的磁性强烈依赖于合金的结构以及合金中Fe、Co的含量.该文从第一性原理出发,应用线性缀加平面波(LAPW)的方法,计算了Co含量分别在x=0.00,0.25,0.50,0.75,1.00时合金的电子结构和磁性.随着x值的增大,合金中原子总的平均磁矩和Fe原子的平均磁矩都呈现出先增加后减小的趋势,而Co原子磁矩在不同成分下基本保持不变.计算结果和试验结果较好地解释了Fe_(1-x)Co_x合金的磁学性质.

FLAPW方法研究δ-钚单层表面几何和电子结构

采用全势线性缀加平面波(FLAPW)方法,在广义梯度近似(GGA)下研究了单层δ-钚(100)和(111)面的几何和电子结构.结果表明,自旋-轨道耦合对平衡几何结构的影响强于自旋极化,与体相相比,表面晶格常数显著收缩,实验上可选择晶格常数相对较小的物质作为δ-钚薄膜的沉积基体.表面原子由于近邻原子数目的减少,5f电子波函数重叠几率的降低,更多地表现出局域化特征,(100)面5f电子的局域化程度强于(111)面.

LaNi4.5Al0.5含氢固溶体的密度泛函研究

基于密度泛函理论和全势线性缀加平面波方法(FLAPW),对LaNi4.5Al0.5合金含氢固溶相α-LaNi4.5Al0.5H0.5中的H原子占位、晶体结构、电子密度和态密度进行了全电子计算.对-αLaNi4.5Al0.5H0.5由能量判据得出H原子最可能占据6m格位,并给出了态密度(DOS)和电子密度图,分析了H与A l之间的相互作用以及H的加入对固溶体电子结构和晶胞结构的影响,计算结果与实验数据符合的相当好.