作者:谢杰; 张晋敏; 冯磊; 潘王衡; 王立; 贺腾; 陈茜; 肖清泉; 谢泉 期刊:《人工晶体学报》 2020年第01期
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法,计算了Mn4Si7及Mo掺杂Mn4Si7的电子结构和光学性质。计算结果表明Mn4Si7的禁带宽度Eg=0.804 e V,Mo掺杂Mn4Si7的禁带宽度Eg=0.636 e V。掺杂使得Mn4Si7费米面附近的电子结构发生改变,导带底由Γ点转移为Y点向低能方向下偏移,价带顶向高能方向上偏移,带隙变窄。计算还表明Mo掺杂Mn4Si7使介电函数、折射率、吸收系数及光电导率等光学性质增加。
作者:贾倩; 杜颖妍; 杜成旭; 陈婷; 刘焦; 于越; 张恒源; 刘明; 毋志民 期刊:《功能材料》 2019年第12期
采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法,对新型稀磁半导体Li1±y(Zn1-xVx)P(x=0,0.0625;y=0,0.0625)体系进行几何结构优化,计算并分析了各体系的电子结构,形成能,半金属性,磁性及居里温度。结果表明,新型稀磁半导体LiZnP可通过掺入V和改变Li的化学计量数来实现自旋和电荷注入机制的分离。单掺V引入了自旋极化杂质带,表现出强的半金属性,sp-d杂化导致体系产生2.92 μB的净磁矩。体系的性质还受Li的化学计量数的影响,Li空...
作者:罗娅; 张耘; 梁金铃; 刘林凤 期刊:《物理学报》 2020年第05期
利用基于密度泛函理论的第一性原理,研究了Cu:Fe:Mg:LiNbO3晶体及对比组的电子结构和光学特性.研究显示,单掺铜或铁铌酸锂晶体的杂质能级分别由Cu 3d轨道或Fe 3d轨道贡献,禁带宽度分别为3.45和3.42 eV;铜、铁共掺铌酸锂晶体杂质能级由Cu和Fe的3d轨道共同贡献,禁带宽度为3.24 eV,吸收峰分别在3.01,2.53和1.36 eV处;Cu:Fe:Mg:LiNbO3晶体中Mg^2+浓度低于阈值或高于阈值(阈值约为6.0 mol%)的禁带宽度分别为2.89 eV或3.30 eV,吸收峰分别...
作者:贾伟乐; 曹宗雁; 付继芸; 王龙 期刊:《科研信息化技术与应用》 2012年第05期
平面波赝势密度泛函方法是材料科学计算中最常用的方法,但是其CPU代码计算时间长并且扩展性差,限制了其在超级计算机上的绝对速度。本文综述了使用图形处理器加速第一性原理计算软件的发展,讨论了VASP(Vienna Ab-initio Simulation Package),Quantum Espresso,PEtot使用的不同的加速策略,提出了众核平台上平面波赝势方法并行机制的改进,最后展望了使用图形处理器求解第一性原理计算的挑战和前景。
据英国Nature,2006,443:122报道,丹麦奥尔胡斯大学的斯塔佩尔菲尔特(H.Stapelfeldt)正在研究一种新的观察化学反应的方法,即从分子视角实时观察化学反应过程中原子是如何相互交换位置,以及电子是如何重新排布的。研究中使用的装置是一台飞秒型的光电子光谱仪,它与以往研究中使用的传统装置不同。以前的光谱仪是通过用紫外光敲击出靶标分子的光电子来获知分子的电子结构的。
据英国Nature,2008,452:613报道,多国科学家的一些实验表明,在很薄的超导膜中,无序状态会使得一种液滴状的电子结构“超导岛屿”浸没在一个正常的基质中。通过微调这种无序状态,该体系可以从超导体变为绝缘体。这就是物质“超绝缘”态存在的实验证据。
作者:康天佑; 任玲; 张锴珉; 金睦淳; 王兴超; 舒昭鑫; 张益军; 钱芸生 期刊:《光子学报》 2020年第01期
针对K2CsSb光电阴极生长过程中可能存在的K3Sb、K2CsSb和Cs3Sb三种化合物,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,分别建立这三种锑化物阴极材料的立方结构体模型和(111)表面模型,获得了其电子结构与光学性质.对于体模型,计算得到了能带结构、态密度和光学性质,而对于表面模型,计算得到了功函数、光学性质和表面能.结果表明,三种锑化物阴极在中微子与闪烁体作用辐射能量范围(2.4~3.2eV)内,K2CsSb体材料的吸收系数和反射率与Cs3...
作者:吴云沛; 胡永金; 周望怀 期刊:《西安科技大学学报》 2018年第05期
铁粉在高温氮化氛围下能够形成强磁性铁氮化合物Fe4N,为了研究其材料中不同占位Fe的磁性差异,文中运用基于密度泛函理论下的第一性原理平面波赝势方法,通过实验上测量出的空间结构群、晶格常数和原子坐标来建立Fe4N晶体结构,然后进行几何优化。由最稳定的几何构型,计算出了电子结构和磁性的大小。结果表明:N、顶角Fe(Ⅰ)和面心Fe(Ⅱ)的磁矩大小分别为0.06,2.94和2.32μB.根据Mulliken电荷分布情况,详细分析了各位置原子特别是Fe的磁...
作者:刘昕; 王昂; 梁倬铭; 史明琨; 魏云; 樊代和; 刘其军; 刘正堂 期刊:《广西物理》 2019年第01期
本文采用第一性原理计算方法系统研究了Fe-Si合金的几何结构和电子结构。计算结果表明,优化后得到的晶格参数与实验值基本一致,铁硅合金的密度随着铁含量的增加而增加。计算获得了Fe-Si合金的能带结构,结果显示四方FeSi2、六方Fe5Si3、三方Fe2Si、立方Fe11Si5、立方Fe3Si呈现金属性,而FeSi和正交FeSi2是半导体。最后,通过状态密度图分析了四方FeSi2和正交FeSi2的电子结构。
作者:高岩; 毛萍莉; 刘正; 王峰; 王志 期刊:《稀有金属材料与工程》 2019年第10期
利用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法,研究了压力对面心立方化合物Mg3Zn3Y2的结构、弹性和电子性能的影响。计算并分析了Mg3Zn3Y2的弹性常数。基于弹性常数的计算结果,推导了Mg3Zn3Y2的体积模量(B),剪切模量(G),杨氏模量(E),泊松比(n),各向异性指数(A),熔点和硬度。结果表明,在0GPa下优化的晶格常数与其他计算和实验结果相吻合,压力的增加可以促进Mg3Zn3Y2物理性能的提高。此外,Mg3Zn3Y2的各向异性指数(A)随压力的增加...
作者:于家辉; 宋金; 陈兰莉; 濮春英; 张飞武; 周大伟 期刊:《四川师范大学学报·自然科学版》 2020年第01期
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对实验上发现的HfCr2合金立方和六角相在0~20 GPa范围内的稳定性、电子结构和弹性等进行了研究.计算结果表明,在研究的压力范围内2种结构在力学上都是稳定的,但从能量上看,立方相结构能量更低,从而六角相以亚稳态存在,这与实验结果相符.随压力增加,HfCr2合金的体模量B、剪切模量G和杨氏模量E的值均增加,但剪切模量值始终最小,表明合金抗剪切能力较差.对合金的弹性各向异性研究发现,在研究压...
作者:闫宇星; 汪帆; 李付绍; 张珏璇; 王红成; 黄一凤; 沈静秋; 罗祖君; 高鹤榕 期刊:《发光学报》 2020年第01期
采用基于密度泛函理论的赝势平面波第一性原理方法,理论研究了不同计量Ta掺入ZnNb2O6材料的光电特性。通过对ZnNb2-xTaxO6(x=0~2.0)材料键结构和态密度的计算,并结合带间电子跃迁分析了材料的介电函数、折射率、反射率以及吸收系数。计算结果显示:(1)ZnNb2-xTaxO6(x=0~2.0)为间接半导体,带隙随着Ta原子的掺入呈下降趋势(x=0,Eg=3.51eV;x=2,Eg=2.916eV),随着Ta掺入量的增加导带顶逐渐移向费米面。态密度主要由O2p、Zn3d、Nb4d、Ta5d...
作者:张春红; 张忠政; 闫万珺; 覃信茂; 邓永荣; 周士芸 期刊:《光电子激光》 2019年第11期
采用第一性原理赝势平面波方法,对硼(B)、氮(N)、砷(As)掺杂新型二维半导体材料磷烯的几何结构、电子结构和光学性质进行了计算与分析。计算结果表明:掺杂后,磷烯的结构参数a1、a2、θ1、θ2发生了明显的变化。B掺杂后,磷烯的带隙变窄,且由直接带隙转变为间接带隙半导体;N和As掺杂后,仍是直接带隙半导体,但带隙数值发生改变。B和N掺杂后,出现了新的态密度峰,这是由B原子的2p态电子和1N的2s态电子贡献的。光学性质的计算表明:B和N掺杂...
作者:赖国霞; 卞映媚; 周嘉欣; 关雅伦; 吴先霖; 徐祥福; 陈星源 期刊:《人工晶体学报》 2019年第12期
采用基于第一性原理的密度泛函理论和Hubbard修正方法(DFT+U)计算了多铁材料InFeO3和In2FeCrO6的电子结构和光吸收性质。计算结果表明,Cr掺杂InFeO3的形成能比BiFeO3要低,相对容易完成掺杂,In2FeCrO6带隙宽度相对本征InFeO3没有明显的变化,但能带的色散变小,促进了可见光吸收。通过态密度分析可知,In2FeCrO6中CBM的Fe-3d能级比InFeO3的CBM的Fe-3d能级占据数变小,局域化程度降低,能带变得比较平缓。在InFeO3和In2FeCrO6体系中,Fe和C...
作者:何安娜; 肖清泉; 秦铭哲; 谢泉 期刊:《人工晶体学报》 2019年第12期
采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,研究了未掺杂Mg2Si以及Na、Lu掺杂Mg2Si的电子结构和光学性质。计算结果表明:Na掺杂Mg2Si后,费米能级进入价带,呈p型导电;Lu掺杂Mg2Si后,费米能级进入导带,呈n型导电。未掺杂Mg2Si对于能量低于0.5 eV的光子几乎不吸收,但Na、Lu掺杂的Mg2Si对于能量低于0.5 eV的光子还存在较大的吸收,即Na、Lu掺杂改善了Mg2Si对红外光子的吸收。掺杂后,可见光区的吸收系数与反射率明显减小,这说明掺...
作者:宋庆功; 朱燕霞; 王丽杰; 顾威风; 胡雪兰; 康建海 期刊:《稀有金属》 2019年第09期
γ-TiAl基合金是具有优异综合性能和重要应用价值的高温结构材料。室温塑性不足抑制了这类合金的广泛应用。原子替位双掺杂是改善其室温塑性的有效方法之一。采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算研究了Ce和V原子替位双掺杂γ-TiAl基合金的几何结构、总能量、弹性常数、电子态密度、重叠布居数、电荷密度和差分电荷密度等,并计算了原子平均形成能、弹性模量比、赝能隙。由原子平均形成能和Born-Huang判据可知,各个Ce和V替位双...
作者:廖杨芳; 詹建友; 宋春红; 杨姗姗; 吕兵 期刊:《低温物理学报》 2019年第03期
采用第一性原理赝势平面波方法计算了三斜晶系低对称层状半导体二硫化铼(ReS2)的晶体结构、电子结构及光学性质.结果表明:扭曲的1 T结构为ReS2的稳定结构, Re原子与其周围的S原子形成六配位的近似八面体结构,Re-S键长最大偏差为8.3%,Re-S键布局数最大偏差为40.5%,表明ReS2结构的低对称性;ReS2为直接带隙半导体,费米面附近的价带和导带主要由Re的5d及S的3p轨道电子构成,其中Re的5d轨道电子的贡献最大;当入射偏振光沿着[100]和[010]...
作者:程龙玖; 徐畅; 杨金龙 期刊:《中国科技成果》 2019年第19期
化学键是化学学科的基石,是化学家阐明物质结构的理论基础。从Lewis价键理论的提出,到量子化学理论体系的建立,化学键理论的发展已历经百年历史并日趋成熟。自上世纪中期,团簇作为一种新型的纳米材料引起了人们广泛的关注,然而传统的化学键理论在解释团簇电子结构时遇到了一些困难。随后提出的超原子模型成功揭示了球形团簇的电子结构本质,但这一模型仍存在局限性。本项目创造性地提出了针对超原子团簇体系电子结构的一系列理论模...
作者:王中; 查显弧; 吴泽; 黄庆; 都时禹 期刊: 2019年第10期
为了揭示掺杂离子对具有磁铅石构型的锶铁氧体材料磁性能的影响,本研究探讨了锶铁氧体及其锰掺杂体系的稳定构型及其磁结构。研究结果表明,锶铁氧体为亚铁磁性,与前期的研究结果相吻合。通过比较GGA和GGA+U计算方法,发现U值的选取对体系的电子结构和原子磁矩有显著影响。当U值为3.7eV时,体系由金属性转变为自旋向上带隙为1.71 eV的半导体。原胞总磁矩为40μB。对于Mn替换掺杂的Sr Fe12–xMnxO19体系,通过不同占据位能量比较,当单个M...
作者:梁金铃; 张耘; 邱晓燕; 吴圣钰; 罗娅 期刊:《物理学报》 2019年第20期
利用第一性原理对LiTaO3晶体以及不同Mg浓度的Fe:Mg:LiTaO3晶体的电子结构和吸收光谱进行了研究.结果显示:掺铁钽酸锂晶体的杂质能级主要由Fe的3d态轨道贡献,禁带宽度为3.05 e V.掺入镁后,在禁带中没有新的能级产生,掺Mg浓度小于或超过阈值(略小于6 mol%)时,禁带宽度分别为2.72 e V和2.45 e V.Fe:LiTaO3晶体分别在417 nm和745 nm处呈现两个吸收峰,这两峰归结于Fe 3d分裂轨道电子的跃迁;Mg:Fe:LiTaO3晶体吸收峰强度较单掺Fe的LiTaO3...