Pd掺杂AlN的铁磁性质的第一性原理研究(英文)

采用基于密度泛函理论的广义梯度近似详细计算了Pd掺杂铅锌矿AlN的电磁性质,包括形成能、晶格常数、能带结构、态密度、铁磁与反铁磁态的能量差.结果表明Pd更易替代Al进入晶格位置,形成半金属铁磁体,其铁磁性主要来源于Pd4d态与N2p态之间强烈的p-d杂化.计算的超晶胞总磁矩为3.00#B,主要局域于PdN4四面体内.Pd掺杂AlN的基态是铁磁态,有望获得室温铁磁性.上述结果表明用Pd掺杂铅锌矿AlN来制造稀磁半导体是切实可行的.     

二维叠氮双桥铜(Ⅱ)配位聚合物磁性的第一性原理研究(英文)

采用第一性原理计算方法研究二维化合物Cu(N3)2(py-c-c-py)的电子结构与磁性质.研究结果表明,化合物的基态为稳定的铁磁态.分波态密度和能带结构分析显示中心铜离子向叠氮基团和吡啶桥存在自旋退局域化现象.并且费米能级附近的占据态主要由铜-3d态组成,还有少量的氮-2p态.同时还发现了铜原子之间通过叠氮双桥发生铁磁交换相互作用,与实验结果相符.     

Cu掺杂ZnSe光电性质的第一性原理计算

为研究Cu掺杂对ZnSe晶体的光电性能的影响,采用第一性原理的平面波赝势方法和广义梯度近似,研究了闪锌矿ZnSe掺杂Cu前后的电子结构和光学性质.比较了掺杂前后的电子能带结构、总态密度、分态密度、吸收光谱和介电函数.研究结果表明:ZnSe本体为直接带隙半导体.掺杂Cu后,ZnSe晶体表现出明显的金属性.本征吸收区明显向低能端移动,约位于0.9~6.0eV.吸收系数明显降低33%.在低能端产生了新的价电峰,可以吸收较低能量的光子.     

Mn掺杂GaAs体系的第一性原理研究

基于第一性原理计算方法,研究了Mn掺杂GaAs体系的电子结构、磁结构及磁性来源.首先,计算研究了GaAs的电子结构,证实其半导体性质;其次,发现Mn掺杂浓度为6.25%的GaAs体系的稳定磁结构为铁磁构型,其态密度仍具有半导体性质,分析其磁性主要来源于Mn原子.     

硼氮掺杂对八氢萘纳米带能带结构的调控

采用基于密度泛函理论的第一性原理,研究了硼原子和氮原子掺杂对八氢萘纳米带能带结构的调控作用。研究结果显示硼原子和氮原子掺杂可以有效地调控八氢萘纳米带的能带结构：单双硼氮原子掺杂可以实现对八氢萘纳米带能带的半导体化;掺杂原子的浓度对八氢萘纳米带能带结构也有影响,提高掺杂原子浓度可以获得与单原子掺杂完全不同的能带结构。     

棱形AB2链的电子结构及铁磁基态稳定性

对准一维有机聚合物棱形链AB2结构的磁性机理进行了研究。详细考虑该体系中的电子跳跃和电子关联,在平均场理论框架下,自恰地计算了其能带结构和自旋密度分布。结果表明,在半满情况下,体系显示磁有序,能级对自旋劈裂,基态是稳定的铁磁态。     

Cu/Ag催化剂水吸附性的第一性原理研究

目前非铂的合金催化剂已成为研究重点。Cu/Ag 合金通过各组分间的协同作用能够增强其催化活性,降低催化剂成本,有实际的应用价值。利用Material Studio软件进行Cu/Ag双金属的不同晶面结构的能带、态密度以及对水分子吸附能的研究,以确定不同晶面的催化活性。结果表明,当铜(Cu)在上、银(Ag)在下的layer 2结构,以及水分子吸附在铜原子还是吸附在银原子两种情况下,吸附能均为负值,吸附体系均稳定,表明该结构具有最好的电催化性能。     

V掺杂ZnO性质的第一性原理研究

采用第一性原理平面波超软赝势,计算了纤锌矿ZnO和不同浓度的V掺杂ZnO晶体的能带结构、态密度和分波态密度.计算表明,V的掺杂导致ZnO晶格发生了微小膨胀,禁带宽度变窄,体系引入的杂质能级靠近导带底,费米能级进入了导带并且穿插在杂质能级中,自旋态密度分布具有不对称性,自旋向上的电子数比自旋向下的电子数多,对态密度进行积分后发现V掺杂ZnO体系表现出净磁矩,具有磁性.当V掺杂后,V-3d态电子与O-2p态电子的态密度分布大部分重合,形成了pd杂化.     

Mg、Cu 掺杂对锰锌铁氧体居里温度的影响研究

采用水热合成法(180℃、10h),选择不同元素掺杂制备出不同的锰锌铁氧体纳米磁粉Mn(1-x)ZnxFe2O4、MnxZnyMg(1-x-y)Fe2O4和MnxZnyCu(1-x-y)Fe2O4.通过XRD、SEM、EDS图谱对其进行分析表征,并用古埃磁天平法测量其居里温度Tc.结果表明,掺杂Mg、Cu元素后,会使锰锌铁氧体的居里温度下降,特别是掺杂Cu元素时,居里温度的下降更加明显,Mn0.3Zn0.4Cu0.3Fe2O4的居里温度Tc已达到49℃.     

Nd掺杂对δ-MoN电子结构和输运性质的影响

为了探讨稀土掺杂对材料导电性影响的机理,采用密度泛函理论并结合非平衡格林函数方法,从理论角度研究了Nd掺杂δ-MoN的电子结构与输运性质,分别讨论了Nd取代Wyckoff坐标系中2a位置和6c位置的Mo原子时对δ-MoN导电性的影响.计算并分析了Nd掺杂δ-MoN的能带结构、态密度和伏安特性曲线.电子结构的计算结果表明,Nd掺杂使δ-MoN在费米能级附近的态密度增大,导致费米面电子出现的几率增加;伏安特性曲线显示Nd掺杂体系的电流大于未掺杂体系,说明Nd掺杂增强了δ-MoN的导电性,其中当Nd取代6c位置的Mo原子时δ-MoN的导电性增强较大.     

AlN晶体声子谱及其热学性能的第一原理计算

针对AlN晶体的声子谱和热学性能,采用密度泛函理论、第一性原理以及ABINIT软件进行了理论计算,得到了AlN晶体的声子谱以及内能、质量定容热容、熵和自由能与温度的关系曲线,并对曲线进行了理论分析.计算结果表明：AlN晶体的声子谱有12条曲线,其中3支为声学波,9支为光学波,并且形成了一光学带隙.AlN晶体的内能随着温度的增加而增加;质量定容热容起初随着温度的增加而较快地增加,后来逐渐达到稳定值;熵随着温度的增加也在增加,并且关系曲线有一定的弯曲;自由能随着温度的增加在不断地减小.以上计算结果与物理规律具有一致性.     

AlN能带及态密度的密度泛函理论研究

文章采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势法计算了A lN晶体的能带结构和态密度曲线。研究表明,A lN的价带由-15.3eV－-12.3eV的下价带和-6.2eV－0eV的上价带区组成,价带顶出现三个子带：简并的重空穴、轻空穴和自旋-轨道耦合所分裂出来的劈裂带（距带顶0.2eV）;导带主要是由A l的3s、3p态电子和N的2p态电子构成的;理论预测A lN价带空穴具有大的有效质量;A lN是一种直接宽禁带半导体,带隙为4.7eV,比较起来该结果优于一些文献中的计算值。     

反钙钛矿晶体Sc3AlN电子结构和光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理的分子动力学方法,对立方反钙钛矿Sc3AlN的电子结构和光学性质进行了计算．系统分析了Sc3AlN电子结构和成键情况,并利用计算的能带结构和态密度分析了Sc3AlN的介电函数实部和虚部以及由它们派生出来的光学常数,即折射率、反射谱、吸收谱、光电导率和能量损失函数等．计算结果表明Sc3AlN属于导体材料,其价带主要由Al的2s2p,Sc的3d态电子构成,导带主要由Sc的3d态电子构成,静态介电常数ε1（O）=22．1,折射率n（0）=4．7．     

Cu掺杂对ZnO量子点光致发光的影响

通过溶液法合成了Cu掺杂ZnO量子点。X射线衍射(XRD)和高分辨电子透射电镜(HRTEM)图像显示Cu掺杂ZnO量子点具有六角纤锌矿结构,晶粒大小为4～5nm。Cu掺杂抑制了ZnO量子点颗粒长大。室温光致发光(PL)谱观察到紫外带边和可见区两个发射峰。随着Cu掺杂浓度的增大,紫外荧光峰位发生缓慢红移,由366nm移到370nm;可见区发射峰位发生蓝移,由525nm移到495nm;同时,两个发射峰强度降低。光谱结果表明:Cu的掺入,一方面抑制表面与O空位有关的缺陷,在495nm出现了与Cu1+有关的发射峰;另一方面,Cu离子掺入ZnO量子点引入一些非辐射中心,降低了自由激子发射。     

YBaCuO超导靶材制备工艺的研究

根据超导体相ＹＢａＣｕ３Ｏ７－Ｙ的晶体结构与含氧量、温度的关系，正确制订了ＹＢａＣｕＯ超导靶材的烧结工艺－预烧温度、烧结温及冷却速度，从而为用直流磁控溅射法研制高Ｔｃ、大临界电流密度Ｊｃ的超导薄膜提供了前提。     

Ge2 Sb2 Te5晶体结构的第一性原理模拟

基于密度泛函理论,采用CASTEP软件对Ge2Sb2Te5亚稳态晶体进行结构优化,并比较了局部密度泛函LDA CA-PZ和广义梯度近似GGA PBE两种不同电子交换关联函数对模型晶体结构、能带、态密度、分波态密度、布居数等相关性质的影响,获得Ge2Sb2Te5亚稳态晶体结构的性质.研究发现,电子交互关联函数采用局部密度泛函LDA CA-PZ时计算体系的总能量更低,具有更好的稳定性,但该优化使晶格常数缩小,而采用广义梯度近似GGA PBE方法对GST材料的晶胞结构进行模拟获得的结果与实验结果较为吻合.亚稳态Ge2Sb2Te5的能带没有带隙,呈现典型的金属性,而对材料性质影响最大的是Te原子.     

GaAs在高压下的金属相变

为探究GaAs的晶体结构随压力的变化,在高压下对GaAs进行了原位电阻率测量,结果显示GaAs在12.0 GPa左右发生zb相到Cmcm相的相变.为探究Cmcm相的状态类别,在高压下对GaAs的变温电阻率进行了测量,结果显示GaAs的Cmcm相为金属相.在6.0 GPa和20.0 GPa下分别对GaAs进行了第一性原理计算,结果显示Cmcm相的能带可穿过费米能级,该结果进一步证实了GaAs能够发生金属相变.     

Ti-Al金属间化合物的力热性能及其能带计算

为了比较Ti-Al合金中主要合金相的力热性能和电子结构的差异,对Ti-Al合金中的TiAl、TiAl_2、TiAl_3与Ti3Al金属间化合物的生成热、结合能、弹性系数、电子能带和电子态密度进行了计算,且计算中采用了基于密度泛函理论的第一性原理以及Materials Studio软件中的CASTEP软件包.结果表明,4种金属间化合物中Ti3Al相的合金化形成能力最强,结构也最稳定,Ti3Al相呈韧性,且抗变形能力和刚性最强.4种金属间化合物均无能量禁带,均属于金属性材料,其中Ti3Al相金属性最强,Ti A13相金属性最弱.     

CeO_2掺杂Mn的密度泛函理论

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对不同Mn掺杂浓度的CeO2晶体结构进行了结构优化,分别计算了体相及掺杂后的晶胞参数,总能量,态密度和能带等.从理论上分析了Mn掺杂对CeO2晶体电子结构的影响,为CeO2材料的掺杂改性研究提供了理论依据.