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。

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.

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。

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。

3C-SiC的能带结构和光学函数的第一性原理计算

利用从头计算的全势缀加平面波理论方法研究了3C-SiC的能带结构和基本的光学函数,得到了Si、C分波态密度和能带结构.介电函数的虚部由能带结构的计算直接得到.经带隙校正后,由Kramers-Kronic(K-K)色散关系计算了介电函数的实部.由得到的介电函数计算了折射率、消光系数和反射率.经比较,计算的结果与已有的实验数据基本相符.

ZnO(000)表面的同步辐射角分辨光电子能谱研究

利用同步辐射角分辨光电子能谱(angle-resolved photoeletron spectroscopy,ARPES)并结合全势缀加平面波(full potential linearized augmented plane waves,FPLAPW)理论计算方法研究了ZnO(000)表面的价带电子结构及能带色散.通过垂直出射的ARPES得到ZnO体态沿ΓA方向的能带结构并确定了两个表面态,实验结果与理论计算结果较为一致.利用非垂直出射的ARPES得到这两个表面态沿ΓKM方向的二维能带色散.

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。

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。

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.

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.

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.

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.

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.

KTa_(0.5)Nb_(0.5)O_3电子结构的第一性原理研究

用全电势线性缀加平面波法(FLAPW)计算了KTa_0.5Nb_0.5O_3铁电相和顺电相的态密度、能带结构.通过对两相态密度的对比分析发现,在铁电相,钽原子的d电子和氧原子的2p电子以及铌原子d电子与氧原子的2p电子之间存在强烈的轨道杂化,对能带的分析也得出同样的结论.这种轨道杂化对KTa_0.5Nb_0.5O_3铁电性的稳定有着重要的意义.钽原子在四方铁电体KTa_1-xNb_xO_3中的作用与在纯钽酸钾中的作用有明显的差别.