电子束能量密度空间分布三维瞬态模拟及计算

电子束束流特性对焊缝成形影响至关重要,同时表征电子束焊机的制造品质.在单层电子束剖面能量模型分布的基础上构造整体电子束能量密度空间分布,基于OpenGL图形库对高速瞬态电子束流进行三维可视化仿真.设计了剖面能量密度等值线跟踪绘制算法.通过等值线数据对电子束流空间形态属性进行定量计算和分析.运用MarchingCubes算法.基于三角面片模式重构能量密度值的电子束空间形状,提出空间三维点的鼠标拾取原理并基于重构表面数据论述了关键算法,给出空间表面两点距离度量实现步骤.结果表明.

第一原理计算α-Al_2O_3电子态密度性质分析

利用第一性原理中的DffF理论计算了α-Al2O3晶体结构的能带结构和电子态密度，计算过程用软赝势表示原子芯区电子，结构优化后的晶格常数与实验值误差在很小的范围内．分析了Al和O的s和P轨道对分态密度的影响，依据晶体场理论分析了态密度成键轨道和反键轨道的归属．结果表明，禁带能隙约为8eV，导带位于6．7～17．5eV，对（110）晶面切片电子密度分析，发现氧原子周围强烈的电子定域分布．α-Al2O3电子的布居分析发现，在铝和氧之间存在明显电子转移．

不同Mg掺杂位置对ZnO电子结构、态密度和光学性质的影响

通过第一性原理计算,研究了替代位和间隙位Mg掺杂对ZnO电子结构、态密度和光学性质的影响.结果表明,替代位Mg掺杂导致ZnO带隙展宽,而间隙位Mg掺杂ZnO形成n型半导体.比较了纯ZnO和不同Mg掺杂位置MgZnO体系的分波和总电子态密度,并解释了相应的电子结构和光学性质的差别.发现替代位Mg掺杂和纯ZnO体系的光学特性差别较小,而间隙位Mg掺杂导致ZnO光吸收边蓝移,折射率减小,而且在可见到近紫外光区域(0到4.2eV),具有比纯ZnO更好的光透过性.

V,Cr掺杂CdSe铁磁半导体的电子能态密度和半金属性质研究

在共轭梯度近似(GGA)下,采用第一性原理平面波赝势方法,对V和Cr掺杂闪锌矿CdSe半导体的基态电子能态密度和磁性进行了研究.结果表明,掺入磁性过渡金属V和Cr后的CdSe明显具有铁磁性,每个超晶胞的总磁矩为3.0和4.0μB,而且呈现出显著的半金属特征.这对在半导体工业中实现自旋载流子注入具有一定的理论价值.

三嵌段共聚物的电子结构及态密度特征

采用紧束缚近似计算方法 ,针对小带隙的聚乙炔 (polyacetylene,(PA) )和大带隙的聚对苯撑 (poly(p phenylene) ,(PPP)组成的三嵌段共聚物 (triblockcopolymer) (PA) x (PPP) n (PA) y 和 (PPP) x (PA) n (PPP) y 性质进行了研究 ,发现它们具有典型的量子阱特征。对均聚物PPP和PA以及三嵌段共聚物的态密度(densityofstates,(DOS) )进行了计算分析 ,发现共聚物的态密度与均聚物的态密度有着显著的区别 ,共聚物的带隙的大小介于大带隙的PPP和小带隙的PA之间 ,在共聚物中与PPP的导带和价带的子带隙以及共聚物的导带底和价带顶中 ,所存在的能态密度只能由PA来提供 ,而在共聚物的价带底和导带顶的能态密度则取决于PPP的态密度。

量子阱中电子扩展态态密度与分离求和向连续积分过渡的问题

本文分析了现有文献中关于量子阱中电子扩展态态密度计算的几种结果的差异性和原因，从而论证了我们采用的格林函数方法所得结果的正确性．

有晶格畸变晶体的表面电子态密度

本文用一维紧束缚模型和格林函数方法研究了有晶格畸变晶体的表面电子结构,考虑了晶格弛豫和表面原子库仑积分的变化,分别计算了不同情况下的表面电子密度(SDOS),并以N_1,W晶体为例,给出了其SDOS曲线。对计算结果与理想表面的SDOS曲线进行了比较讨论。

Au（111）衬底上单层Pd的电子态密度

用Ｒｅｃｕｒｓｉｏｎ方法计算了几个表面系统的电子态密度，这些系统在费米能附近的态密度主要是由原子的ｄ轨道贡献的．Ｐｄ（１１１）的态密度峰基本上就在费米能附近，而Ａｕ（１１１）－Ｐｄ的态密度峰在费米能级以下约０．９ｅＶ附近，这种差别被归因于原子间距的增大和顶层与衬底间原子ｄ轨道能的较大差异．

超软赝势方法对V/TiO_2薄膜电子态密度的计算

根据密度泛函理论和"总体能量—平面波"超软赝势方法计算了V3+和V4+掺杂金红石矿相纳米TiO2的能带结构和电子态密度,分析了V3+和V4+掺杂对W/TiO2晶体电子结构和光学吸收带边的影响.还对V3+和V4+掺杂的TiO2电子态密度进行了比较分析.

V,Cr掺杂AlP稀磁半导体的电子能态密度和磁性研究

在共轭梯度近似(GGA)下,采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,对V,Cr掺杂闪锌矿AlP半导体的基态电子能态密度和磁性进行了研究.结果表明,掺入V和Cr后的AlP明显具有铁磁性,每个超晶胞总磁矩为2.0和3.0μB,并具有显著的半金属特征.这对在半导体工业中实现自旋载流子的注入具有一定的理论价值.

利用双势垒结构研究磁场下二维电子的态密度

利用双势垒结构磁电容曲线，测量了垂直磁场下二维电子态密度．采用高斯型朗道态密度模型计算了双势垒结构的电容随磁场的变化曲线，与不同偏压和温度下的实验曲线符合得相当好，由此得到朗道能级模型态密度．根据拟合自洽地给出了二维浓度、费密能级、子带能量和有效Ｌａｎｄｅ因子随磁场振荡变化的规律．

碳纳米管在轴向磁场中的电子态密度

研究了纳米碳管在接近轴向的磁场中的Aharonov Bohm效应 ,计算结果表明纳米碳管的电子态密度会被磁场剧烈地改变 ,所有的纳米碳管都会出现一个随穿过的磁通量周期化的能隙 ,周期为h/e ,因此纳米碳管的导电性也随磁通周期地改变 ;但对不同类型 (金属型和半导体型 )的纳米碳管 。

不同维度ZnO能带结构和电子态密度的研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法来研究不同维度ZnO的能带结构和电子态密度.参考实验上的ZnO晶格参数构建不同维度的ZnO模型并进行结构优化后再计算能带结构和电子态密度.研究结果表明二维和三维ZnO都属于直接带隙半导体且二维ZnO的禁带宽度大于三维ZnO;从三维变到二维,ZnO的电子局域化程度变高且Zn 3d轨道电子从能量较低的能级向能量较高的能级跃迁.本文的研究展示了二维和三维ZnO能带结构和电子态密度的异同,为二维ZnO基的器件研究提供了一定的理论参考价值.

密度泛函理论在表面电子态研究中的应用

本文介绍了密度泛函理论在处理表面电子态问题中取得的成功。它不但对简单金属的表面电子分布和电子性质给出了明晰的描写,即使对过渡金属、吸附问题等,也可以给出相当准确的结果。

二维晶格中电子的态密度

从考虑了次近邻原子的耦合及晶格二聚化后的电子能谱出发，计算出二维晶格中电子的态密度。

固体物理教学中电子态密度的计算

电子态密度是指单位能量范围内的状态数,是与电子能带结构密切相关的一个物理量.为了计算电子的比热和晶体的输运性质,必须用较精确的方法计算出晶体的电子态密度.大多数教材中对该部分的处理通常采用简化模型,并不能反映一般情况下态密度的计算思路.本文从电子态密度的公式出发,详细说明了二维石墨烯和三维面心立方晶格态密度的计算步骤,并且对其中细节给出了基于数值计算的详细解释.

电子鼻检测玉米象不同虫态的技术研究

针对粮堆中储粮害虫玉米象检测技术落后,检测结果不可靠等问题,利用电子鼻对玉米象不同虫态及虫态组合进行检测,并采用主成分分析法(PCA)和判别因子分析法(DFA)对检测数据进行分析,结果表明:电子鼻可以对不同密度的玉米象成虫进行有效的识别,但当虫口密度高于20头/瓶时,无法进行区分;使用电子鼻检测玉米象不同虫态时,PCA分析法的重复间数据较分散,区分度不高,而DFA分析法可将各虫态有效区分;电子鼻检测玉米象混合虫态时,DFA分析法可将不同组合有效区分,而PCA分析法无法区分,因此将电子鼻检测结合DFA分析法用于玉米象不同虫态及虫态组合的检测是可行的。

α-Al_2O_3(0001)表面弛豫及其对表面电子态的影响

在周期边界条件下的κ空间中 ,采用基于密度泛函理论的局域密度近似平面波超软赝势法 ,对最外表面终止层为单层Al的α Al2 O3 超晶胞 (2× 2 ) (0 0 0 1)表面结构进行了弛豫与电子结构计算研究 .结果表明 ,最外表面Al-O层有较大的弛豫 ,明显地影响了表面原子与电子结构 ,布居分析表明表面电子有更大的几率被定域在O原子的周围 ,表现出O的表面态 .进一步分析了表面弛豫前后表面电子密度、态密度变化 ,表面能级分裂主要来自于O的 2 p轨道电子态变化 .通过对比弛豫前后的表面电子局域函数 (ELF)图 ,分析了表面成键特性 .

氯原子在Cu(111)表面的吸附结构和电子态

密度泛函理论(DFT)总能计算研究了不同覆盖度下氯原子在Cu(111)表面的吸附结构和表面电子态.计算结果表明,清洁Cu(111)表面自由能σ_为15.72 eV/nm^2,表面功函数φ为4.753 eV.在1/4ML和1/3ML覆盖度下,每个氯原子在Cu(111)表面fcc谷位的吸附能分别等于3.278 eV和3.284 eV.在1/2ML覆盖度下,两个紧邻氯原子分别吸附于fcc和hcp谷住,氯原子的平均吸附能为2.631 eV.在1/3ML覆盖度下,fcc和hcp两个位置氯原子的吸附能差值约为2 meV,与正入射X光驻波实验结合蒙特卡罗方法得到结果(<10 meV)基本一致.在1/4ML、1/3ML和1/2ML覆盖度下,吸附后Cu(111)表面的功函数依次为5.263 eV、5.275 eV和5.851 eV.吸附原子和衬底价轨道杂化形成的局域表面电子态位于费米能级以下约1.2 eV、3.6 eV和4.5 eV等处.吸附能和电子结构的计算结果表明,氯原子间的直接作用和表面铜原子紧邻氯原子数目是决定表面结构的两个重要因素.

ScB_2的高压结构和电子性质的密度泛函计算（英文）

本论文用广义梯度近似(GGA)密度泛函方法研究了具有AlB_2结构的ScB2从0GPa到100GPa高压下的结构和电子性质.在0GPa下的结果与现有实验和理论数据相符.获得的结构性质的压强依赖性显示出ScB2的结构受压强的影响很小.另外还计算了高压下ScB_2电子的态密度和部分态密度.我们发现高压强明显的改变了电子态密度分布的轮廓,并且还发现费米能级附近的态密度随着压强的升高而减小,表明高压下ScB2电子杂化轨道能量在下降.