Cu掺杂AlN的铁磁稳定性的第一性原理计算

文章采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势法,结合广义梯度近似计算了Cu掺杂AlN的晶格常数、能带结构、电子态密度、铁磁态和反铁磁态的总能量,并通过平均场近似的海森堡模型估算了居里温度Tc。结果表明,Cu掺杂体系的能带结构呈现半金属性,半金属能隙为0.442eV。铁磁性是Cu原子的3d态与其最近邻的N原子的2p态通过p-d杂化作用而稳定的。当两个Cu原子相距最远且自旋平行排列时,体系具有最低的能量,估算出此时的居里温度高于室温,因此Cu掺杂AlN有望作为稀磁半导体材料。     

聚丙烯双环管反应器熔融指数机理建模

针对聚丙烯双环管反应器的工艺特点,提出了一种聚丙烯熔融指数软测量机理建模方法。该方法在单环管熔融指数预报模型的基础上,根据聚合物混合原理,建立了两种适用于双环管反应器的机理模型:指数模型和幂数模型,并采用带遗忘因子的递推最小二乘法(FFRLS)和粒子群算法(PSO)辨识模型参数,增强模型的适应性。最后,利用某装置实际生产数据进行模型验证,结果表明,所建模型的预报结果与实验室化验值吻合较好,能够在很大范围内跟踪反应器内熔融指数的变化。     

尖晶石锰酸锂的第一性原理计算

应用基于全势缀加平面波方法（Full LineAugmented Plane Wave，FLAPW）的第一性原理计算软件Wien2K，对尖晶石LiMn2O4和其理想脱锂终点Mn204化合物进行了研究。优化得到了二者及体心立方相Li的晶体结构，脱锂前后晶格参数以及O原予占位的变化规律和实验结果相一致；采用Rietveld方法计算了脱锂前后LixMn2O4的理论X射线衍射图谱，二者之间的变化规律，和采用同步X射线衍射对竞放电过程的尖晶石LiMn2O4结构进行分析得到结果相一致；理论预测了LiMn2O4的平均放电电压为4．05V，和实验结果相吻合。     

Al掺杂CeO2体系结构和电子性质的第一性原理研究

CeO2因具有较高的储氧/释氧能力、较强的氧化-还原性能,受到人们极大关注,并在工业催化领域其有重要应用.杂质对CeO2性能具有重要影响,用基于密度泛函理论的第一性原理方法和具有三维周期性边界条件的超晶胞模型,计算并分析了金属Al掺杂对CeO2原子结构、电子结构和化学特性的影响.在计算中,用DFT+U方法描述Ce 4f电子的强关联效应,用基于GGA的PAW势描述芯电子与价电子的相互作用.计算结果表明,Al掺杂降低还原能,使形成氧空位更容易,并从原子结构和电子结构等方面对掺杂降低还原能的机理进行了分析.     

（100）应变对正交相Ca2P0.25Si0.75能带结构及光学性质的影响

采用第一性原理赝势平面波方法对（100）应变下正交相Ca2P0.25Si0.75的能带结构及光学性质进行模拟计算.计算结果表明：（100）面在晶格发生100％～116％张应变时,带隙随着应变增加而减小;在晶格发生96％～100％压应变时,带隙随着张应变的增加而增加;88％～96％压应变时,带隙随着压应变的增加而减小;当压应变大于88％后转变为间接带半导体.当施加应变后光学性质发生显著的变化：随着压应变的增加静态介电常数、折射率逐渐减小,张应变则反之.施加压应变反射向低能方向偏移,施加张应变反射向高能方向偏移,但施加应变对反射区域的影响不显著.施压应变吸收谱、光电导率的变化与介电函数和折射率相反.综上所述,应变可以改变Ca2P0.25Si0.75的电子结构和光学常数,是调节Ca2P0.25Si0.75光电传输性能的有效手段.     

闪锌矿银活化及对黄药吸附影响的第一性原理研究

为深入研究银离子对闪锌矿的活化机理,采用第一性原理对闪锌矿表面Ag+替换活化和吸附活化分别开展了模拟研究,同时研究了银活化对闪锌矿表面黄药吸附的影响。计算结果表明,未活化的闪锌矿表面不与乙基黄药发生相互作用,银活化的闪锌矿表面能够与乙基黄药发生相互作用。在两种银活化模型中,Ag+吸附活化比替换活化在能量上更容易发生。Ag+替换活化的闪锌矿表面,黄药的S与表面Ag相互作用较弱;而在Ag+吸附活化的闪锌矿表面,黄药的S与表面Ag相互作用较强。态密度分析表明,在Ag+吸附活化的闪锌矿表面,黄药S原子的3p态和Ag原子的4 d态具有较多成键轨道电子云重叠区域,说明表面吸附的Ag+与黄药的S原子发生了较强的相互作用。Mulliken电荷分析表明,与替换活化相比,黄药和Ag+吸附活化的闪锌矿表面有更多的电荷转移,进一步说明Ag+吸附活化更有可能发生。     

Al_2Sr和Mg2sr相结构稳定性与弹性性能的第一原理计算

采用基于密度泛函理论的CASTEP和DMOL程序软件包,计算了Mg_(17)Al_(12),Al_2Sr和Mg_2Sr柏的结构稳定性、弹性性能和电子结构.合金形成热和结合能的计算结果显示,Al_2Sr具有最强的合金化形成能力和结构稳定性.Gibbs自由能的计算结果表明,随着温度的升高,Mg_(17)Al_(12),Al_2Sr和Mg_2Sr的结构稳定性发生了变化,在实际工作温度高于423 K以上时,Al_2Sr的结构稳定性最好,Sr合金化Mg-Al基合金形成Al_2Sr有利于提高镁合金的高温抗蠕变性能.体模量(B)、弹性各向异性系数(A)、Young's模量(E)、剪切模量(G)和Poisson比(v)的计算结果表明,Mg2Sr为延性相,而Mg_(17)Al_(12)和Al_2Sr为脆性相,Mg_2Sr的塑性最好.态密度和Mulliken电子占据数的计算结果表明,Al_2Sr结构最稳定的原因主要源于体系存在强烈的共价键作用,而Mg_(17)Al_(12)结构隐定性优于Mg_2Sr是体系中离子键与共价键共同作用的结果.     

锐钛矿型TiO_2(101)面与Ag相互作用的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法对锐钛矿型TiO_2(101)面上两种键桥形式吸附Ag原子的吸附能、电子布居、单位键长及电子结构等参数进行计算,研究Ag/锐钛矿型TiO_2复合材料中的Ag与TiO_2的相互作用。研究发现,锐钛矿型TiO_2(101)吸附Ag原子时,将是O-Ag之间的电子转换;并且,Ag原子更容易与锐钛矿型TiO_2(101)面的键桥Ti上的O原子发生反应生成相应的化合物。     

Relaxations and bonding mechanism of arsenic in-situ impurities in MCT： first-principles study

1 Introduction Mercury cadmium telluride (Hg1?xCdxTe, MCT) is currently one of the most widely used semiconductor materials for infrared detector arrays. It is well known that the applications of the semiconductor materials, especially for Ⅱ-Ⅵ compound…     

B2-RuAl点缺陷结构的第一原理计算

采用第一原理赝势平面波方法,计算了B2-RuAl金属间化合物的基本物性及其点缺陷结构的几何、能态与电子结构,通过对不同点缺陷结构形成热与形成能的计算与比较,分析和预测了RuAl金属间化合物中点缺陷结构的种类与存在形式.结果表明：RuAl金属间化合物的点缺陷主要是Ru空位和Al反位,在富Ru合金中主要为Ru反位,在富Al合金中则主要是Al反位.这些点缺陷主要以Ru-Ru双空位和Al-Al双反位的组态结构形式出现,并且双空位以Ru-Ru为第一近邻时其点缺陷结构最稳定,而双反位则是以Al-Al为第三近邻时稳定性最高.进一步通过对NiAl和RuAl不同点缺陷结构Cauchy压力的比较,发现点缺陷对RuAl塑性的降低程度比NiAl低,因而含有点缺陷的实际合金的室温塑性RuAl比NiAl好.