镧系掺杂ZnO的电子结构和光学性质

通过第一性原理计算研究了镧系元素掺杂ZnO的电子结构和光学性质.结果表明:单层ZnO中掺杂形成能低于体ZnO的形成能.较Zn原子而言,具有更大原子半径的镧系原子的引入使得掺杂后的ZnO的晶格常数变大.镧系元素的4f电子与O的2s和Zn的3p、4s轨道电子的杂化使非磁性的ZnO在掺入单个镧系原子后呈现出一定的铁磁性.镧系...     

锂离子掺杂聚并苯对其电子性质的影响

采用量子化学ＭＮＤＯ、ＣＮＤＯ／２方法,对锂离子掺杂有机导体聚并苯从理论上进行探讨,找出Ｌｉ＾＋在聚并苯分子表面的稳定吸附位,ＥＨＭＯ－ＣＯ能带结构计算表明：Ｌｉ＾＋吸附在聚并苯表面不同位置后,在多数情况体系的能隙略有增大,而在洞位时,能隙略减小,有利于导电性的提高。作为电极,洞位是Ｌｉ＾＋吸附与脱附的最佳位置。     

锂离子掺杂聚并吡啶对其电子性质的影响

用量子化学MNDO和EHMO-CO方法研究锂离子(Li^ )对聚并吡啶(PPyPy)的掺杂行为及其对体系电子性质的影响．结果表明：LI^ 可吸附在PPyPy表面的不同位置，洞位是最稳定吸附点．LI^ 掺杂比例不同，体系能隙变化较大，即LI^ 的掺杂对体系的电子性质有较大影响。     

Nd/Mn共掺杂BaTiO_3陶瓷的结构相变研究

采用传统的冷压陶瓷技术制备了(Ba1-xNdx)(Ti0.97Mn0.03)O3(x=0.01,0.02,0.04,0.06)陶瓷.利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)确定晶体结构,研究Nd/Mn掺杂对Ba Ti O3陶瓷结构的影响.结果表明:随Nd掺杂量的增加,(Ba1-xNdx)(Ti0.97Mn0.03)O3陶瓷发生四方-六方混合相→四方相→立方相的结构相变.可见,Nd3+能够有效抑制六方相的形成,对单相钙钛矿结构的稳定存在起重要作用.     

Si掺杂立方HfO_2的电子结构和光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)框架下广义梯度近似平面波超软赝势法,计算了Si掺杂立方HfO2的电子结构及光学性质。计算结果表明,掺杂后立方HfO2的电子结构发生了变化,费米面进入了杂质带,同时由态密度图可知掺杂能级的形成主要是Si的3p轨道的贡献。经带隙校正后,计算了Si掺杂立方HfO2的光学线性响应函数随光子能量的变化关系,包括吸收光谱、复介电函数、复折射率、反射光谱、损失函数及复光电导谱。结果表明,由于掺杂能级的出现,导致了立方HfO2吸收带边的红移。     

稀土元素Gd掺杂GaN的电子结构和磁学性质研究

采用基于密度泛函理论(DFT)结合投影缀加平面波(PAW)的方法,通过VASP软件包计算研究了稀土元素Gd掺杂GaN的晶格参数、形成能、电子态密度、能带结构和磁学性质.计算过程中将稀土元素Gd的4f电子计入价电子,采用LSDA+U方法处理4f电子的强关联效应.计算结果表明:Gd原子之间的耦合是反铁磁性的,当有足够的空穴载流子存在时能够稳定铁磁相;Ga空位虽然能够提供空穴稳定铁磁相,但是由于在p型GaN中Ga空位的形成能较高而难以形成;而间隙N缺陷和间隙O缺陷的形成能较低,能够稳定GaN∶Gd体系的铁磁相并且能够分别引入1μB和2μB的磁矩,因此认为间隙N和O可能是巨大磁矩的来源.     

Zr掺杂TiFe电子结构和储氢性能研究

基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理,计算了Zr掺杂TiFe氢化物的电子结构,研究了Zr掺杂引起电子结构变化和对TiFe合金储氢性能的影响。分析对比了电子态密度和Mulliken键布居数的变化。结果表明:Zr掺杂后TiFe合金在反复吸放氢的过程中抗粉化性能和吸放氢的滞后效应得到改善,而体积变化引起的晶胞畸变则导致合金的可逆吸放氢量减少。     

钯原子簇的电子结构和磁性性质研究

本文利用离散变分－－局域自旋密度泛函（DV－LSD）的方法对PdN原子簇的都存在非零磁性解,原子的平均磁矩随着原子簇的尺寸增大而逐步减小。     

CdS电子结构和光学性质的研究

理论计算CdS晶格常数为0．5832nm与实验值0．5818nm比较,误差小于1％．理论预测CdS是一种直接宽禁带半导体材料,导带底和价带顶都位于布里渊区中心G点处,直接带隙为1．25eV,比实验值2．42eV小,这是由于密度泛函理论框架决定的．CdS的下价带主要由Cd的4d电子贡献,上价带主要由S的3p电子形成,CdS的导带主要来源于Cd的5S电子和S的3P电子的贡献．CdS晶体中Cd原子失去电子,为电子的给予体,S原子得到电子,是电子受主,且Cd--S键是共价键．Cd—S距离为2．52533A,与实验值0．253nm相比更加精确．其介电函数虚部与吸收光谱以及介电函数实部与折射率的峰值位置十分接近,说明它们之间存在内在联系,都与电子态密度分布直接相关．     

Mn掺杂c-ZrO2电子和光学性质的第一性原理研究

基于DFT+U第一性原理计算,预测了过渡金属锰（Mn）掺杂立方氧化锆（c-ZrO₂）体系的电子和光学性质。当c-ZrO₂中的Zr原子被Mn原子取代后,体系的电子态密度图表明体系的带隙减小,同时价带顶的电子密度明显增加使得价带展宽约5%。在自旋向上通道中,费米面附近的电子密度源于Mn 3d电子与O 2p电子的强烈混合,使得掺杂体系具有半金属铁磁性能,这也可能是引起体系带隙减小的原因。本研究还表明,通过Mn掺杂,体系折射率明显增加,在约为2.8 eV 低能区域形成新的坡度陡峭的光吸收峰,这一发现使Mn掺杂c-ZrO₂用作光吸收材料成为可能。通过Zener双交换机制解释了体系的铁磁性能,该理论也曾用于解释其他化合物;同时也探讨了体系的电子结构和光学性质之间的联系。     

铅掺杂对草酸结构和形貌的影响

研究了铅的不同掺杂工艺和掺杂量对草酸钴结构和形貌的结构，建立工艺１可让纳米级铝化合物基本分布在草酸钴晶粒外面，而应用工艺２则让铝进入草酸钴晶格中，用费氏粒度仪测量样品的粒度；Ｘ射线衍射仪测晶型结构；扫描电镜观察形貌，结果表明，使用工艺１不会改变草酸钴的结构而应用工艺２只需掺入少量铝即可侃草酸钴由α－晶型为为β－晶型，随着草酸钴中铝掺杂量的增加，掺杂草酸钴的粒度增大，而草酸钴外形轮廓不发生明显改变。     

晶界对高压下CdTe相变和电输运性质的影响

为研究晶界对高压下Cd Te粉末相变和电输运性质的影响,利用金刚石对顶砧测量Cd Te在高压下的阻抗谱。结果表明,在实验研究频率范围内,Cd Te在高压下的电输运过程主要由晶体内部传导和晶界传导组成。利用等效电路法获得电信号在晶体内传导时压力对晶体电阻的影响规律。结合直流测量的结果可以发现,晶界的存在对测得的电阻值有显著的影响,而对Cd Te发生相变时的压力几乎没有影响。晶体电阻随压力的变化关系也表明,Cd Te从岩盐相到Cmcm相的结构转变不会引起电学性质的突变,载流子的输运方式没有明显改变。     

掺杂对β-C2S结构和性能的影响

本文通过用XRD测定晶格畸变与晶粒太小，XPS测定电子结合能，FT-IR和Laser Raman法测定结构基团振动谱及微热量热法测定早期水化速率探讨了掺杂，β-C2S的微观结构与性能之间的关系．指出掺杂β-C2S的晶格和SiO4^4-团发生畸变、无序度增加、晶粒细化、电子结合能化学位移是其活性提高、水化加速的根本原因．     

B掺杂Sr2MgSi2O7电子结构的理论计算

利用基于密度泛函理论的超软赝势方法(PWP),结合局域密度近似(LDA)计算替位式掺杂B的Sr2MgSi2O7的电子结构.预测了B掺杂Sr2MgSi2O7的晶胞参数;对引入杂质前后电子结构的异同以及价键的性质进行了对比分析,结果表明杂质引入后,B所带正电荷为0.89,B-O键键长为1.494 8(A),B-O键表现出共价键性质,能带结构中出现了新的定域能级,态密度出现了新峰,说明B掺杂可以延长余辉时间.     

掺杂元素对AuAl2结构稳定性和力学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论,系统研究了贵金属首饰材料AuAl2中微量元素掺杂对其结构稳定性和力学性质的影响,采用Viogt-Reuss-Hill近似计算了材料的体积模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比、维氏硬度和弹性各向异性,同时与Au的力学性能计算相对比.计算结果表明:In、Y、Sc、Ge、Si、Ga、Sn元素的添加有利于AuAl2合金韧性改善.研究结果对改善AuAl2合金的韧性具有较大理论意义和实用价值.     

立方SrZrO3电子结构和光学性质的研究

采用基于密度泛函理论（DFT）框架下广义梯度近似平面波超软赝势法,计算了立方SrZrO3的电子结构和光学性质。计算结果表明立方SrZrO3为间接带隙钙钛矿型复合氧化物,计算得到的最小带隙为3.33eV。计算并分析了立方SrZrO3的复介电函数、复折射率、吸收系数、反射率、损失函数和光电导率,计算得到静态介电常数为3.40,折射率为1.86,吸收系数的最大峰值为468431.8cm1,反射峰的最大值为0.472,理论计算结果与其他文献结果基本一致,并利用分子轨道理论解释了立方SrZrO3电子结构和光学性质之间的关系,这为立方SrZrO3的应用提供了理论参考数据。     

外力对三元哈斯勒半金属ZrIrSb电子结构和光学性质影响的第一性原理研究

采用密度泛函理论研究了应变对三元哈斯勒半金属材料ZrIrSb电子结构和光学性能的影响.计算结果表明,未加外力时,ZrIrSb的晶格常数与实验所测结果吻合较好.应变从 5％到5％的变化过程中,带隙逐渐减小,当拉伸应变ε=2％时,ZrIrSb的能带结构由间接带隙转变为直接带隙,并结合物理知识分析了带隙发生变化的原因.计算了...     

MCo12原子簇的电子结构和磁性性质研究

利用分离变分局域自旋密度泛函方法,对正二十面体MCo12原子簇的电子结构和磁性性质进行了研究,结果表明:原子簇的中心原子与表面原子之间具有键长收缩效应,其相互作用得到了加强;用Ti、V、Cr、Mn、Fe和Ni原子替代中心Co原子后,原子簇的稳定性得到了一定的提高;均呈现出金属特性和一定的磁性,价带宽度随着M原子原子序数的增加而逐渐变宽。该研究将为探索以过渡金属原子簇为基础合成新的特殊功能材料提供重要的理论依据。     

Al掺杂对ZnO薄膜结构和光学性能的影响

研究了Al掺杂对采用直流磁控溅射方法制备的ZnO薄膜结构及光学性能的影响。X射线衍射结果揭示薄膜具有良好的C轴择优取向生长特性,同时,衬底温度对它们的透射谱和荧光谱有着明显影响,所有薄膜都有大于86%的可见光透过率和陡峭的本征吸收边,但ZAO薄膜的光学透过率略低。Al掺杂导致了更宽的光学带隙,光致发光光谱显示ZnO具有较强的近带本征吸收峰和深能级发射峰,但Al掺杂使得深能级发射峰降低。随着衬底温度的升高,近带边吸收峰蓝移,与光学带隙Eg变化趋势一致。