氮化过程中Ti薄膜的电子结构分析

建立不同类型的原子团簇模型,利用电荷自洽离散变分法计算了Ti薄膜中不同晶体结构的原子间化学键键能,分析了薄膜中晶体的局域态密度和全态密度,探讨了其电子结构和Ti-N原子间的交互作用变化.结果表明,N原子占据八面体间隙中心位置后,强Ti-N键的形成和原有Ti-Ti键的弱化,促使hcp-Ti中(00.1)面上的Ti原子沿着<01.0>方向发生迁移,成为hcp-fcc相变中fcc-Ti亚晶格形成的根源.随着进入hcp-Ti晶格中N原子数的增多,Ti-N结合键数目增加,N 2p/Ti 3d-4p杂化价电带的电子密度也随之增大,Ti的外层电子平均能量降低,保证了fcc-TiNy的稳定生长.

利用DV-X_α法研究铁在高压下的物理性质

采用密度泛函理论中原子簇嵌入模式的电荷自洽变分DV-Xα方法(Self-ConsistentofCharge-Discrite Variation-Embedded Cluster Model),对bcc结构用fcc结构的铁在较高压强范围内的物理参量进行了计算,得到了系统的总能随体积变化的关系,以及压强与体积的关系曲线;根据计算结果,作者得到平衡条件下,铁体心结构(bcc)晶格常数为2.75,面心结构(fcc)晶格常数为3.377;并推断出体心结构铁在17.75GPa压强下,可能转变成面心结构铁;还将得到的结果与实验结果和其它理论计算结果进行了比较,吻合较好.

单斜型二氧化钒材料光电性质的理论研究

采用原子簇嵌入模式的电荷自洽离散变分法(SCC-DV-X_a-ECM)对单斜型VO_2的电子结构和光电性质进行了计算。计算结果表明,单斜型VO_2带隙宽度为0.4411 eV,费米能级在带隙中间以上0.00365 eV靠近导带处,和实验数据符合得很好。单斜型VO_2的总能(-568.18 eV)比金红石型VO_2(-470.33 eV)小,说明外加能量如升高温度会使单斜型VO_2相变至金红石型VO_2。吸收系数在低频率段和实验情形符合得很好,光电导率在2.5～13.5 eV的变化趋势和其他的理论分析是一致的。