基于有限元法与超胞法的结构声表面波缺陷态分析

简要介绍了有限元法与超胞法相结合计算结构声表面波缺陷能带结构的方法,理论上分析了缺陷型表面声子晶体的声限制和声波导。表面声子晶体由刻有周期性凹槽的刚性板构成,通过改变晶体中某一格点或某一排格点的几何参数可以构建点缺陷和线缺陷。利用有限元法与超胞法能够十分方便地计算出表面声子晶体的点缺陷和线缺陷对应的缺陷带结构以及特定频率声波局域在点缺陷与线缺陷的本征压力场。通过分析缺陷能带结构与本征压力场,可以直观地了解缺陷型表面声子晶体中的声限制和声波导。

GaN/AlN半导体异质结带阶超原胞法计算

为了对GaN/AlN异质结电子结构有更为深入的认识,采用超原胞模型,对其进行了基于密度泛函理论的第一性原理计算.结果发现GaN/AlN为突变同型异质结,价带顶带阶为0.62eV,与实验值很接近.通过使用常用的平均键能法、平均势法和芯态法三种近似方法对GaN/AlN带阶的计算,比较得出,超原胞法虽然计算量较大,但能够给出异质结界面附近更为详细的信息,这一点其他三种近似方法无法得到,但他们也能够得出与实验值基本一致的带阶参量.

LMTO－ASA超原胞法计算空位有序的稳定性

用ＬＤＦ－ＬＭＴＯ－ＡＳＡ超原胞法，以Ｎｂ（Ｃ＿（１－ｘ）□＿ｘ）为例直接计算Ｎｂ＿４Ｃ＿４□＿０、Ｎｂ＿４Ｃ＿３□＿１、Ｎｂ＿４Ｃ＿２□＿２、Ｎｂ＿４Ｃ＿１□３和Ｎｂ＿４Ｃ＿□＿４五种“样本”在不同晶格常数下的总能的变化，结合统计分布直接计算碳空位在非金属元素的ｆ，ｃ，ｃ子晶格上分布有序的稳定性，计算结果表明ＮａＣｌ型Ｎｂ（Ｃ＿（１－ｘ）□＿ｘ）的有序相和无序相仅在０＜ｘ＜０．５组分范围内存在，其中有序相更稳定。ｘ＞０．５时不存在上述结构的有序或无序相。这与实验结果一致。

基于COMSOL Multiphysics的光子晶体线缺陷波导设计

文章利用COMSOL Multiphysics有限元物理仿真软件构建二维光子晶体,并计算其光子能带,简要介绍了超胞法计算线缺陷带结构,以及计算了线缺陷光子晶体的透射率和线缺线光波导传输效果。

Au1-xPtxSn2(x=0,0.125,0.25,0.50,0.75,0.875,1)体系相结构稳定性、电子结构与弹性性质的第一性原理研究

通过基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了Au_(1-x)Pt_xSn_2(x=0,0.125,0.25,0.50,0.75,0.875,1)体系各合金相的结构、形成能、电子结构和弹性性质。首先分别采用虚拟晶体近似法(VCA)和超胞法(SC)搭建晶体结构模型,再由形成能的计算结果判断出稳定的结构模型,然后对其能带结构、总态密度、分态密度、键合特征和弹性性质等进行研究。结果表明,SC法搭建的晶体结构模型较稳定,且随着Pt元素摩尔含量的增大,Au_(1-x)Pt_xSn_2合金相的形成能随之减小,说明该体系更倾向于形成C1型结构。同时发现Au_(0.125)Pt_(0.875)Sn_2稳定性较好。而Au_(0.5)Pt_(0.5)Sn_2成键强度较其他合金相强,这与该合金中同时存在两种类型的d-p杂化有关。对Au_(1-x)Pt_xSn_2体系弹性性质的研究表明,Au_(0.75)Pt_(0.25)Sn_2和Au_(0.5)Pt_(0.5)Sn_2为脆性相,而AuSn_2、Au_(0.875)Pt_(0.125)Sn_2、Au_(0.25)Pt_(0.75)Sn_2、Au_(0.125)Pt_(0.875)Sn_2和PtSn_2为延性相,其中Au_(0.5)Pt_(0.5)Sn_2合金相的原子间结合力较强,材料强度较大。

准一维声子晶体中兰姆波低频禁带特性研究

为了优化一维声子晶体薄板中的兰姆波禁带结构,在薄板侧面基体组元中嵌入空气圆孔,构建了准一维声子晶体系统。运用超原胞平面波展开法和有限元法计算了空气圆孔半径对禁带结构的影响,分析了空气圆孔对特征模式位移场的扰动效应,研究了空气柱散射体对该声子晶体兰姆波带隙结构的优化作用。结果表明:随着空气圆孔半径的增加,同模式兰姆波间的耦合作用显著增强,完全禁带数量和宽度因此明显增加,其在0~4 MHz低频范围内的占有比例可以提高至70%左右。

二维复式晶格磁振子晶体的带隙结构

提出了一种复式晶格磁振子晶体的模型,该模型由两种铁磁材料散射体周期排列在另一种铁磁材料基底中构成.应用超原胞的思想拓展了平面波展开法,用于数值计算研究自旋波在复式晶格磁振子晶体中的本征性质本文数值计算了由两种大小不同的铁(Fe)-铁(Fe)圆柱体交替正方排列在氧化铕(EuO)基底材料中构成的二维复式晶格磁振子晶体的带结构,研究了带隙宽度随体积填充率的变化行为,并与同一铁(Fe)圆柱正方排列在氧化铕(EuO)基底材料中构成的简单晶格磁振子晶体的带隙结构随体积填充率的变化行为进行了比较.结果表明,利用复式晶格可以优化或调节自旋波带隙的宽度和频率位置.