Janus ZrBrI光电性质的第一性原理计算

基于密度泛函理论,采用第一性原理的平面波赝势法系统计算ZrI_(2)和Janus ZrBrI的几何结构、电子性质和光学性质.几何结构分析发现Janus结构对键长及单层厚度都存在一定影响.基于HSE06泛函计算结果表明ZrI_2和Janus ZrBrI均为准直接带隙半导体,禁带宽度分别为0.84、1.01 eV,其价带和导带主要由Zr的4d态电子构成.同时,Janus结构能形成内建电场,进一步抑制电子空穴对的复合.利用介电函数计算得到折射率、反射谱、吸收谱、光电导率和能量损失函数等光学参数,光学性质分析表明ZrI_(2)和Janus ZrBrI在可见光的吸收系数可达10^(-4)cm^(-1),Janus结构能够实现吸收峰的蓝移.

对一些叠氮化合物的叠氮自由基键离解能的计算

用4个高精度的完全基组CBS(CBS-Q,CBS-QB3,CBS-Lq和CBS-4M),B3LYP/6-311G,B3LYP/6-311+G和MP2配合6-311G与6-31+G等多个不同大小的基组的计算方法,对HN3、CH3N3、C2H5N3、NCN3、C2H3N3和NH2CH2N3中离解掉叠氮自由基(·N3)时的键离解能进行计算.将计算的键离解能与实验值进行比较,发现B3LYP和4种完全基组计算方法都不能为这些叠氮化合物计算出满意的键离解能,而MP2方法,尤其配合6-31+G基组时,能够计算出与实验值吻合得很好的R—N3键离解能.因此,当计算这些中小型叠氮化合物中离解掉叠氮基的键离解能时,用MP2/6-31+G是一种可靠的计算方法.

Be、Mg掺杂AlN电子结构的第一性原理计算

基于密度泛函理论(Density Functional Theory)框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,计算分析了纤锌矿结构的AlN晶体和Be、Mg掺杂AlN晶体的晶格参数、结合能、能带结构、总体态密度、分波态密度、差分电荷分布及电荷集居数.计算结果表明:Be和Mg都是良好的p型掺杂剂,但是Be掺杂AlN晶体比Mg提供的空穴更多,Be比Mg更有利于AlN晶体的p型掺杂.

高温高压下LiF热力学性质的第一性原理计算

利用第一性原理方法并结合准谐徳拜模型计算了B1相结构LiF在高温高压下的热力学性质,其零温零压下的平衡体积和体弹模量的计算结果与实验值相符。通过准谐徳拜模型获得了该结构的相对体积、体弹模量、热容、熵、徳拜温度与温度和压强的关系。

宜宾风化型砂岩的酸浸增白及其工艺研究

四川宜宾风化型砂岩的利用价值低,为更好地资源化利用风化型砂岩,本试验以磷酸为酸浸剂,草酸为络合剂,对风化型砂岩进行增白处理。通过对酸浸温度、草酸添加量和固液比等工艺条件进行单因素条件试验,确定酸浸温度为85℃,固液比为0.2∶1(g/m L),草酸添加量为1%。结果表明,经酸浸增白处理后,宜宾风化型砂岩白度从19.2%上升至33.6%,更适宜作为陶瓷原料。

C掺杂实现p型AlN的第一性原理计算

基于密度泛函理论(Density Functional Theory)框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,计算研究了纤锌矿结构的AlN晶体和C掺杂AlN晶体的电子结构,分析了纤锌矿结构的AlN晶体和C掺杂AlN晶体的能带结构、总体态密度、分波态密度和电荷布居数.计算结果表明,C掺杂AlN晶体可以实现P型电导.

CdS电子结构与光学性质的第一性原理计算

基于密度泛函理论,利用超软赝势平面波方法对CdS的电子结构和光学性质进行了第一性原理计算.结算结果表明CdS的直接带隙为1.158eV;价带主要由Cd的4d与S的3s、3p态电子构成,导带主要是Cd的5s态与S的3p电子构成;静态介电常数ε1(0)=6.929;折射率n0=2.632;吸收系数最大峰值为252420 cm-1.

电磁感应透明物理机制的解释

利用半经典理论,以Λ型三能级原子系统为例,研究了电磁感应透明的物理机制.通过暗态、缀饰态和密度矩阵方程三种理论,解释了当激光场与原子系统相互作用时,原子在光场诱导的跃迁通道间发生量子相干效应是出现电磁感应透明的原因.

Co与Nd共掺杂锶铁氧体SrFe_(12)O_(19)的电子及磁性性质的第一性原理计算

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法对未掺杂的锶铁氧体SrFe_(12)O_(19)、Co掺杂SrFe_(12)O_(19)及Co与Nd共掺杂SrFe_(12)O_(19)的晶体结构、电子性质及磁性性质进行了计算.结果表明:未掺杂的SrFe_(12)O_(19)晶体为半导体,体系中Fe原子表现为高自旋态,2a、2b、12k晶位Fe原子的磁矩与4f1、4f2晶位Fe原子的磁矩反平行排列,总磁矩为40μB;Co掺杂SrFe_(12)O_(19)后体系表现出金属性,Co与Fe原子均表现出高自旋态,Co原子磁矩为2.5μB,Fe原子磁矩为3.58μB,总磁矩为34μB;Co与Nd共掺杂SrFe_(12)O_(19)后Fe原子表现为高自旋态,磁矩为3.55μB,Nd原子被局域为高自旋态,磁矩为3μB,Co原子表现为低自旋态,体系总磁矩为62μB,掺杂后体系磁性明显增强.

Ti含量对计算机材料Mg-Al-Zn合金微观组织与力学性能的影响

以计算机材料Mg-Al-Zn合金为研究对象,对添加不同含量Ti元素的该合金热处理后的微观组织和力学性能进行分析,结果表明:Mg-Al-Zn合金微观组织主要由基体α-Mg相、网状β-(Mg17Al12)相,短小的针状相及微小共晶组织颗粒相组成,其中β-(Mg17Al12)相为主要的强化相,其形态和数理决定了合金的强度和硬度。随Ti元素含量增加,合金微观组织逐渐细化、均匀,晶粒数目越多,β相形态分布及尺寸、大小都发生了变化,合金的力学性能逐渐提高;在不同温度下,流变应力-应变曲线呈现走势基本相同的趋势,应力-应变曲线表现为明显的动态再结晶特性,随温度升高,该合金的峰值应力逐渐减小。

Au-Si_6-Au纳米结点电子输运行为的理论计算

运用密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法,对Si6原子链与两半无限Au（100）-3×3电极耦合构成纳米结点的电子输运行为进行了理论模拟,对结点在不同距离下的电导、结合能进行了计算,结果得到当两电极距离为2.219nm时,结点结合能较大,结构比较稳定,此时Si-Si平均键长为0.213nm,Si-Au键长为0.228nm.对于稳定结构结点,平衡电导为1.093G0,电子主要通过Si原子的px与py态电子形成的π键进行传输;在-1.2-1.2V的电压范围内,Si原子链导体具有比较稳定的电导,表现出类似金属的导电特性,其I-V曲线近似为直线关系.

硬边衍射多色部分相干光束谱强度的快速计算

为了在微机上快速地计算各类被硬边光澜衍射后的谱强度,采用复高斯函数展开模拟硬边衍射效应,推导出了多色高斯-谢尔模型光束被硬边光阑衍射后谱强度的近似解析表达式,并将所得结果与传统方法(直接对交叉谱密度函数传输公式数值积分)进行了比较。结果表明,所得公式在保证计算精度的前提下,具有大大地节省计算机时的优点,以平顶高斯光束为例,证明所采用方法可同样推广用于其它光束被硬边光阑衍射后谱强度的计算。该方法具有普遍意义。

硫化镉的弹性与热力学性质的计算

利用基于密度泛函理论的赝势平面波方法对CdS晶体的结构进行了几何优化,在优化的基础上对弹性常数与热力学性质进行了系统地计算。计算结果得到弹性常量C11=82.39GPa、C12=66.68GPa、C44=23.62GPa;零温度与零压下的德拜温度为204.9K;运用线性响应方法确定了声子色散关系,并得到CdS的等容比热容、焓、自由能、熵等热力学函数随温度变化的关系。利用基于密度泛函理论的赝势平面波方法对CdS晶体的结构进行了几何优化,在优化的基础上对弹性常数与热力学性质进行了系统地计算.计算结果得到弹性常量;零温度与零压下的德拜温度为204.9K;运用线性响应方法确定了声子色散关系,并得到CdS的等容比热容、焓、自由能、熵等热力学函数随温度变化的关系.

应用TFS模型计算稠密氩等离子体的物态方程

本文应用TF统计模型加壳层效应修正计算了温度介于1．5～2．6eV、压缩比介于4．73—8．86之间的氩等离子体的物态方程，并与冲击压缩产生的氩等离子体的物态方程的实验数据进行了比较，结果表明：引入壳层修正后，TF模型的计算结果虽稍高于实验值，尚可用于描述该热力学范围的氩等离子体的热力学行为。

用B3P86方法计算离解掉硝基芳香烃类分子中二氧化氮的离解能

用杂化密度泛函B3P86方法配合6-311G**和6-31+G**两个基组计算出离解掉硝基苯,3-胺基-硝基苯,4-胺基-硝基苯,1,3-二硝基苯,1,4-二硝基苯,2-甲基-硝基苯,4-甲基-硝基苯和1,3,5-三硝基苯中的二氧化氮自由基的键离解能,并将计算的键离解能值与实验值进行比较.研究发现,B3P86/6-311G**方法能计算出满意的键离解能.

碳掺杂硅原子链电子输运性质的第一性原理计算

运用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法,对5个Si原子构成的链耦合在Au（100）之间所形成的三明治结构的纳米结点的电子输运性质进行了第一性原理计算,结果得到在两极距离为20.556 A时,几何结构最稳定,此时平衡电导为0.711G0（=2e2/h）;在此稳定结构中,把中间的一个Si原子替换成C原子后,其平衡电导为1.344Go.电子主要是通过Si原子链的p电子轨道进行传输的.在-1.0～1.0V的电压范围内,随着正负偏压的增大,电导减小;在相同电压下,掺C后的Si链的电导比未掺杂Si链的电导大,即掺C能有效提高Si链的电子传输性能.

氢对体心立方Fe中位错与Cr析出相相互作用的影响

作为第四代核反应堆结构材料的Fe-Cr基铁素体/马氏体钢,在服役环境中由于嬗变反应产生大量氢原子而导致过早失效.本文利用最近发展的Fe-Cr-H三元体系的角度依赖势函数,基于分子动力学研究了氢对体心立方Fe中刃位错与Cr析出相相互作用的影响.结果表明,氢原子降低了位错的临界脱钉扎应力.在较低应变率(5×10^(7)s^(-1)、2×10^(7)s^(-1))下,氢显著降低了临界脱钉扎应力,而在较高应变率(10^(8)s^(-1))下,氢引起的临界应力变化并不显著.当析出相间距较小时,氢减低临界脱钉扎应力的幅度较大,反之亦然.

外电场下氮化铝分子结构和光谱研究

以6-311+G(2DF)为基函数,采用密度泛函B3P86的方法研究了外电场作用下氮化铝(AlN)基态分子的几何结构、HOMO能级、LUMO能级、能隙及谐振频率.结果表明,外电场的大小和方向对AlN分子基态的这些性质有明显影响.在所加的电场范围内,随着外电场的增大分子键长减小,谐振频率增大,总能量升高,在F=0.02a.u.时能量达到最大,为-297.4217a.u.,此后继续增大电场强度,系统总能量则开始降低;EH和EL随着电场的增加均逐渐增大,在F=0.01a.u.时,EH和EL均取得最大值,分别为-0.2776和-0.0828a.u.,随着电场的继续增大,能级EH和EL均逐渐减小,而能隙在外电场增大的过程中始终处于减小趋势.

高压下Ni_3Al热力学性质的第一性原理研究

运用第一性原理方法结合准谐Debye-Grüneisen模型研究了高压下Ni3Al的热力学性质,拟合了Ni3Al的状态方程,计算了不同压强下Ni3Al的弹性模量及吉布斯自由能等热力学性质随温度的变化关系.计算结果表明:采用七阶Birch-Murnaghan方程拟合的晶格常数与实验测量结果吻合较好;零压下弹性模量、吉布斯自由能、焓、熵、热容和体膨胀系数随温度的变化与实验值符合较好;在特定压强下,Ni3Al的弹性模量和吉布斯自由能随温度升高而减小,焓、熵随温度升高而增加;预测的德拜温度约为500K,与实验值符合较好.

湍流大气中厄米-高斯光束M^2因子的变化

基于广义惠更斯-菲涅耳原理和Wigner分布函数二阶矩的定义,推导出直角坐标系下大气湍流中部分相干光的M2因子传输公式。以厄米-高斯(H-G)光束为例,给出了H-G光束通过大气湍流传输后M2因子的解析表达式,并采用Tatarskii谱,详细讨论了M2因子的主要影响因素。结果表明,M2因子主要由光束的束腰宽度、波长、光束阶数、大气湍流的折射率起伏结构常数和在湍流中传输距离决定。随着光束阶数、折射率起伏结构常数及传输距离的增大,M2因子明显增大,光束阶数越高,湍流对M2因子变化的影响越小。对于给定的传输距离,存在最佳初始束宽,使M2因子最小。