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。

钙钛矿型氧化物电子能带结构计算方法比较

论述了钙钛矿型氧化物电子能带结构的几种常用计算方法：即赝势方法、线性缀加平面波方法（LAPW）、全电势LAPW方法（FLAPW）和线性化Muffin-tin轨道方法（LMTO）等,并采用赝势方法计算了BaTiO3材料的电子能带结构和光学性质,且将计算所得结果与FLAPW方法、TB-LMTO方法及其它方法的计算结果进行比较,发现这些能带计算方法有着各自的优缺点,但总体来说赝势方法和FLAPW方法是目前基于密度泛函理论（DFT）中计算能带结构较为准确的第一性原理计算方法.

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。

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。

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。

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.

铜掺杂氧化锌磁性和电子结构GGA和GGA+mBJ研究

采用基于密度泛函理论的全势线性缀加平面波方法,分别采用GGA和GGA+mBJ为交换关联势,对铜掺杂在稳定的六角纤锌矿结构氧化锌的电子结构和磁性进行了计算.由GGA计算得到的电子结构表明铜掺杂氧化锌是半金属材料,而GGA+mBJ计算得到的电子结构表明铜掺杂氧化锌不具有半金属材料特征,而是典型的磁性半导体材料,与Buchholz等的实验结果一致,相对于GGA近似计算,GGA+mBJ计算的结果更能反映材料的性质.

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.

LaNi4．5Al0．5储氢合金固溶体的第一性原理分析

从第一性原理出发，基于广义梯度近似密度泛函和全势线性缎加平面波方法（FLAPW），对LaNi4．5Al0．5储氢合金固溶体相α-LaNi4．5Al0．5H0.5的晶体结构、电荷密度和态密度等特征进行了研究．对α-LaNi4．5Al0．5H0.5从能量角度计算得出H原子最可能占据6m格位，并给出了态密度（DOS）和电荷密度图，分析了H与Al之间的相互作用，以及H的加入对固溶体性质的影响。计算结果与实验值符合的相当好．

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.

Fen／Crn超晶格磁性和电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函原理的全势线性缀加平面波方法(FLAPW),计算了超晶格Fen/Crn(n=1,3,5)的电子结构和磁性,结果表明铁磁耦合状态是基态,铁层的磁矩由于铬层的加入而有一些变化,铁层的磁矩随着n的增大而逐渐增强.铬层的磁矩的方向是正负相间变化的,相邻的铁层和铬层之间是反铁磁性耦合的,铁原子的d轨道和铬原子的d轨道在费米能附近有中等程度的杂化.

形变对Co_2MnSi合金的电子结构、磁性及半金属特性的影响

利用基于密度泛函理论的全势线性缀加平面波(FLAPW)方法,结合广义梯度近似(GGA),研究了[001]方向的形变对Co2MnSi合金的电子结构、磁性和半金属特性的影响.计算结果表明,当形变量c/a0为0.92～1.08时,体系仍保持半金属特性而且总磁矩为5μB/原胞,能够很好地满足Slater-Pauling规则,而超过此范围体系将失去其半金属特性且体系的总磁矩减小.

第一性原理研究具有原子无序的Co_2FeSi合金的电子结构、磁性与半金属特性(英文)

应用全势线性缀加平面波方法,并结合GGA＋U方案,研究了原子无序性对full-Heusler合金Co2FeSi的电子性质和磁性质的影响.在full-Heusler合金Co2FeSi中,本文考虑了Co-Fe,Co-Si和Fe-Si 3种类型的原子无序.通过研究发现Fe-Si原子无序体系的总能量在3种原子无序当中最低,并且在U15~U20的范围内,Fe-Si原子无序体系依然保持半金属特性;另外,Co-Fe原子无序和Co-Si原子无序体系具有较高的总能量,这2种原子无序对体系的电子性质和磁性质产生了很大的影响,并且完全破坏了Co2FeSi的半金属特性.

碲镉汞材料中Hg空位缺陷的第一性原理研究

利用基于第一性原理的全电子势线性缀加平面波方法计算了在碲镉汞材料中Hg空位所引起的晶格弛豫以及空位对周围原子成键机制的影响 .通过成键过程中电荷密度的变化以及电荷转移的讨论 ,论述了碲镉汞材料Hg空位引起的弛豫以及这种弛豫产生的主要原因 .通过态密度的计算和分析 ,发现Hg空位的形成将导致第一近邻阴离子Te的 5s态能量向高能端移动了 0 5 5eV ,并借助Te 5s态电荷密度与成键电荷密度的计算结果 ,分析了引起该能态能量平移的主要原因 .通过带边态密度变化以及Kohn Sham(KS)单电子能级的计算和分析 ,得出了Hg空位使碲镉汞材料的光跃迁能量变小响应波长变长 ,等效于材料带隙变小的结论 .通过KS电子能级的计算分析得到了Hg空位缺陷引起的双受主能级随不同电离态的变化趋势 .

Full-Heusler合金X_2YGa(X=Co,Fe,Ni;Y=V,Cr,Mn)的电子结构、磁性及半金属特性的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的全势线性缀加平面波方法,结合广义梯度近似,对full-Heusler X2YGa(X=Co,Fe,Ni;Y=V,Cr,Mn)合金的电子结构、磁性及半金属特性进行了研究,并讨论了自旋-轨道耦合作用对它们的影响.计算结果表明,自旋-轨道耦合作用对full-Heusler X2YGa(X=Co,Fe,Ni;Y=V,Cr,Mn)合金的电子结构,磁性与半金属特性的影响很小.当未考虑自旋-轨道耦合作用时,Co2VGa,Co2CrGa,和Fe2CrGa合金为半金属或准半金属铁磁体,加入自旋-轨道耦合作用后体系的自旋极化率将降低1%左右,它们依然保持很高的自旋极化率.Fe2MnGa,Co2MnGa,Ni2CrGa和Ni2MnGa合金为一般铁磁体,Fe2VGa和Ni2VGa合金为顺磁体.

V^+注入锐钛矿TiO_2第一性原理研究

用金属离子注入方法在锐钛矿TiO2薄膜中掺杂了V+,采用全势线性缀加平面波方法计算了锐钛矿TiO2及V+掺杂TiO2超原胞的电子结构,通过紫外-可见吸收光谱测试方法检测了注入不同剂量的V+对TiO2薄膜吸收光谱的影响.理论计算和实验结果表明,锐钛矿TiO2薄膜注入V+后,带隙宽度变小,吸收光谱发生红移,并且TiO2的带隙宽度随着注入V+剂量的增加而减小.