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相似文献
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1.
采用第一性原理平面波赝势方法计算研究了在LiFePO4的Li位、Fe位和Fe/Li位共掺杂金属原子对材料的电性能和局部结构稳定性的影响关系。结果表明:Li位掺杂(Li0.75Na0.25)FePO4比Fe位掺杂Li(Fe0.75Mn0.25)PO4表现出更好的电子电导性,而局部结构稳定性刚好相反。但是Fe/Li位共掺杂对电子电导性和局部结构稳定性具有双重优化作用,这可能是由Na-2p电子与Li-s电子相互作用引起的。同时,根据计算差分电荷密度关系可以发现共掺杂后会有大量其他原子电荷向Li原子周围偏移,从而改善材料的电子电导性能。  相似文献   

2.
采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理计算方法,计算了(9,0)单臂SiC纳米管的电子结构和光学线性响应函数,利用精确计算的能带结构和态密度分析了(9,0)单臂SiC纳米管电子结构与光学性质的内在关系。计算结果表明,(9,0)单臂SiC纳米管是一直接宽禁带半导体材料,禁带宽度达到了1.86 eV,价带顶和导带底主要由C和Si原子的p轨道形成,Si-C键主要以sp2、sp3杂化轨道存在,这是SiC纳米管稳定存在的主要原因。光学性质的计算结果显示,在0~10 eV的能量范围内出现了明显的介电峰,吸收带边对应于紫外波段。因此,(9,0)单臂SiC纳米管或许会成为优异的紫外半导体材料。  相似文献   

3.
采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,对不同Ti含量的MgxTi(1-x)H2(x=0.25,0.5,0.75,0.875)体系的电子结构进行研究,并预测其光学性质。电子态密度计算结果表明:在MgH2中加入Ti原子,使MgxTi(1-x)H2体系呈现金属特性,这源于Ti诱导费米能级处电子密度增加和费米能级附近能隙消失。电荷密度分析进一步得到了Ti-H原子间形成比Mg–H原子间更强的共价键的成键本质。光学性质预测结果表明,MgxTi(1-x)H2体系中Ti含量对其可见光能量附近的光学性质存在重要影响,较低Ti含量(如Mg0.875Ti0.125H2)不利于提高其可见光的吸收能力,而较高Ti含量(如Mg0.25Ti0.75H2)则对可见光的反射较高。计算结果为制备具有优良的太阳光吸收能力和光电转化效率的Mg-Ti-H光电材料提供了理论依据。  相似文献   

4.
利用基于密度泛函理论(DFT)的广义梯度近似(GGA)研究四方相BiOCuS的电子结构、化学键和弹性性质。能带结构显示,BiOCuS为间接带隙半导体,带隙宽为0.503eV;态密度和分态密度的结果表明,费米能级附近的态密度主要来自Cu-3d态。布居分析表明,BiOCuS中的化学键具有以离子性为主的混合离子?共价特征。计算得到四方相BiOCuS的晶格参数、体模量、剪切模量和单晶的弹性常数,由此导出弹性模量和泊松比。结果表明,BiOCuS是力学稳定的,且具有一定的延展性。  相似文献   

5.
为了研究稀土元素对镁锌合金性能的影响,利用基于第一性原理计算的平面波赝势方法,对Mg2Y、Mg2La和Mg3La的结构稳定性、电子结构、力学和光学性能进行了计算和分析。形成热和结合能的计算结果表明,Mg3La具有最强合金化能力,而Mg2La具有最强的结构稳定性。通过电子态密度(DOS),电子占据数和差分电荷密度分析了结构的稳定机制。计算了三种结构的弹性常数,并进一步得到了体模量B,剪切模量G,杨氏模量E和泊松比ν等。计算结果表明:Mg2Y具有最强的抵抗变形能力,Mg3La具有最强的刚度和抵抗剪切变形能力,而Mg2La塑性最强。进一步分析表明Mg2Y和Mg2La为延性相,而Mg3La为脆性相。此外,硬度和熔点的计算结果表明,三种金属间化合物中,Mg3La的耐磨性最好,Mg2Y的耐热性最好。最后计算并分析了三种晶体结构的折射率,反射率,吸收系数和损失函数。  相似文献   

6.
利用基于密度泛函第一性原理的GGA方法,研究ZnRh2O4的电子结构和光学性质。计算结果表明:ZnRh2O4具有明显的半导体能带结构特征,其带隙宽度为1.084eV,且在费米能级附近的态主要由Rh的4d态构成。ZnRh2O4的静态介电常数为8.215,静态折射率为2.866,介电函数吸收边位于1.0eV附近。在能量为0~8.44eV区域,ZnRh2O4的反射系数随着能量的升高而逐渐增大;随后随能量的增大而逐渐减小;在能量为11.98eV时,达到极小值,然后随能量的增大,再次逐渐增大;在能量为13.762eV时,再次达极大值,随后反射系数陡降;ZnRh2O4的吸收系数的数量级达105cm-1,且吸收主要发生在低能区,其电子能量损失谱的共振峰在14.226eV处,与此能量时反射系数的陡降相对应。  相似文献   

7.
采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法研究了正交相SrHfO3和以Si替换Hf方式形成的掺杂态SrHfO3的形成能,几何结构,电子结构和光学性质。负的形成能表明在由单元素形成Si掺杂态的SrHfO3的反应中,Si占居Hf位置与Sr位置两种情况在能量上是有利的,并且Si原子更加倾向于占居Hf位置。纯的SrHfO3计算得到的晶格常数与文献报道的实验值和理论值是一致的,而Si占居Hf位置后会导致SrHfO3的晶格常数减小。能带结构显示在掺入Si原子后会使带隙变小。布居分析与电荷密度图一致,说明在Hf位置掺入Si后掺杂位置附近的Hf-O键以共价键为主,Sr-O键以离子键为主。最后,对Si掺杂后SrHfO3在(100)方向上的介电常数、反射率、吸收系数、折射率进行了计算与分析。  相似文献   

8.
采用第一性原理的平面波赝势方法和广义梯度近似(GGA),对K掺杂正交相Ca2Si前后的电子结构和光学性质进行比较分析。计算表明,掺K后正交相Ca2Si的能带向高能方向发生了偏移,形成直接带隙的p型半导体,禁带宽度为0.4318 eV,光学带隙变宽;掺杂K后价带主要是Si的3p态,Ca的3d、4s态以及K的3p、4s态的贡献。并利用计算的能带结构和态密度分析了K掺杂正交相Ca2Si前后的复介电函数、能量损失函数、反射光谱及吸收光谱,结果显示掺K增强了材料对太阳光谱中红外波段的能量利用。研究结果说明掺杂是改变材料电子结构和光电性能的有效手段,为Ca2Si材料光电性能的开发与应用提供了理论依据。  相似文献   

9.
通过基于密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)的第一性原理(First Principles),分别应用广义梯度近似(GGA)和局域密度近似(LDA)平面波超软赝势法,计算四方晶相RhZr2基态的电子结构和弹性系数矩阵。对四方晶相结构的RhZr2进行几何优化,对其能带结构、总态密度和分态密度以及差分电荷密度进行研究,并计算RhZr2晶体的原胞总能量与形成焓。计算得到RhZr2的弹性系数C11、C12、C13、C33、C44、C66分别为195.38、176.80、109.00、235.65、11.12、24.51GPa,体积模量为156.92(±2.22)GPa,在[100]、[010]和[001]方向上的杨氏模量分别为34.77、34.77、171.80GPa,切变模量Gxy、Gzx、Gzy分别为24.79、14.57、19.68GPa。  相似文献   

10.
基于密度泛函理论框架下的第一性原理,采用平面波赝势方法计算和分析了单层MoS2的电子结构及其光学性质,得到了单层MoS2的能带结构、电子态密度、光吸收谱、反射谱、能量损失谱、光学常数谱和介电函数谱。计算结果显示:单层MoS2具有直接带隙能带结构,禁带宽度为1.726 eV;同时发现,单层MoS2对可见到紫外区域的光子具有很强的吸收,最大吸收系数为1.98′105 cm-1。分析表明,单层MoS2适合被用于制作微电子和光电子器件,尤其是在紫外探测器应用方面具有潜在的应用前景  相似文献   

11.
The electronic structure and optical properties of novel Na-hP4 high pressure phase at different pressures (260, 320, 400 and 600 GPa) were investigated by the density functional theory (DFT) with the generalized gradient approximation (GGA) for the exchange and correlation energy. The band structure along the higher symmetry axes in the Brillouin zone, the density of states (DOS) and the partial density of states (PDOS) were presented. The band gap increases and the energy band expands to some extent with the pressure increasing. The dielectric function, reflectivity, energy-loss function, optical absorption coefficient, optical conductivity, refractive index and extinction coefficient were calculated for discussing the optical properties of Na-hP4 high pressure phase at different pressures.  相似文献   

12.
The electronic structures, chemical bonding, elastic and optical properties of the ternary stannide phase Na2MgSn were investigated by using density-functional theory (DFT) within generalized gradient approximation (GGA). The calculated energy band structures show that Na2MgSn is an indirect semiconductor material with a narrow band gap 0.126 eV. The density of state (DOS) and the partial density of state (PDOS) calculations show that the DOS near the Fermi level is mainly from the Na 2p, Mg 3p and Sn 5p states. Population analysis suggests that there are strongly bonded Mg-Sn honeycomb layers in Na2MgSn. Basic physical properties, such as lattice constant, bulk modulus, shear modulus, elastic constants cij were calculated. The elastic modulus E and Poisson ratio v were also predicted. The results show that Na2MgSn is mechanically stable soft material and behaves in a brittle manner. Detailed analysis of all optical functions reveals that Na2MgSn is a better dielectric material, and reflectivity spectra show that Na2MgSn promise as good coating materials in the energy regions 6.24–10.49 eV.  相似文献   

13.
利用基于密度泛函理论(DFT)的广义梯度近似(GGA),研究Co2P类型结构的极端不可压缩Re2P的电子结构、化学键和弹性性质。能带结构显示Re2P为金属性材料;态密度和分态密度的计算结果表明,费米能级附近的态密度主要来自Re-5d态;布居分析表明Re2P中的化学键具有以共价性为主的混合离子一共价特征。计算得到Re2P的晶格参数、体模量、剪切模量和单晶的弹性常数,由此导出弹性模量和泊松比。结果表明,Re2P是力学稳定的,且具有一定的脆性。  相似文献   

14.
采用第一性原理平面波赝势方法计算研究了在LiFePO4的Li位、Fe位和Fe/Li位共掺杂金属原子对材料的电性能和局部结构稳定性的影响关系。结果表明:Li位掺杂(Li0.75Na0.25)FePO4比Fe位掺杂Li(Fe0.75Mn0.25)PO4表现出更好的电子电导性,而局部结构稳定性刚好相反。但是Fe/Li位共掺杂对电子电导性和局部结构稳定性具有双重优化作用,这可能是由Na-2p电子与Li-s电子相互作用引起的。同时,根据计算差分电荷密度关系可以发现共掺杂后会有大量其他原子电荷向Li原子周围偏移,从而改善材料的电子电导性能。  相似文献   

15.
测量了La0.67-xSmxSr0.33MnO3(x=0.40,0.50,0.60)体系的M-T曲线,p-T曲线和MR-T曲线。实验结果表明:x=0.40时,样品为长程铁磁有序;x=0.50时,样品为自旋团簇玻璃态;x=0.60时,样品在低温时表现为反铁磁状态。高掺杂(垆0.60)样品的输运行为发生异常,在瓦附近发生绝缘体.金属相变后,又发生金属.绝缘体相变的现象,这在ABO3结构中很少出现。体系的磁电行为变化取决于掺杂引起的额外磁性和晶格畸变效应。  相似文献   

16.
The electronic density of states (DOS), magnetic moments and band structure of semi-Heusler alloy NiXSb (where X = Ti, V, Cr and Mn) has been studied by using the first principles full-potential linearized augmented plane wave method (FP-LAPW) based on density functional theory (DFT). For the exchange and correlation potential generalized-gradient approximation (GGA) is used. From the observations, NiTiSb shows the possibility of half-metallic ferromagnet (HMF) behavior with a band gap of 0.53 eV and an effective moment of 0.35 μB. The alloys like NiVSb, NiCrSb and NiMnSb are HMF with band gap of 0.49 eV, 0.38 eV and 0.48 eV and an effective moment of 1.995 μB, 3.01 μB and 3.99 μB respectively. DOS and band structure result shows the 3d states of Ni overlap with 3d states of X atoms suggesting hybridization between them. The exchange-splitting of Ni-3d and X-3d state electrons lead to localized spin moment which determines the HMF behavior of NiXSb. The results obtained are compared and found to be in close agreement with the available data.  相似文献   

17.
The structural, elastic, electronic and optical properties for U3Si2-type AlSc2Si2 compound under pressure were systematically investigated by using the first-principles calculations. The values of elastic constants and elastic moduli indicate that AlSc2Si2 keeps mechanical stability under high pressure. The mechanical properties of AlSc2Si2 are compared with those of Al3Sc. The results indicate that AlSc2Si2 is harder than Al3Sc. Anisotropic constant AU and 3D curved surface of elastic moduli predict that AlSc2Si2 is obviously anisotropic under pressure. The electronic structure of AlSc2Si2 exhibits metallic character and the metallicity decreases with the elevated pressure. In addition, optical properties as a function of pressure were calculated and analyzed. The present work provides theoretical support for further experimental work and industrial applications.  相似文献   

18.
采用第一性原理平面波赝势方法研究了合金元素X(X=Ca、Sr、Ba)掺杂Mg2Si的占位情况:(1)取代Mg原子位置;(2)取代Si原子位置;(3)间隙固溶到Mg2Si晶胞中。分析合金系Mg7Si4X,Mg8Si3X,Mg8Si4X的形成热和结合能可知,Mg7Si4X的形成热和结合能均为负值,且最小。表明Mg7Si4X更容易形成稳定化合物,具有较强的合金化能力,且Ca,Sr,Ba掺杂Mg2Si时有优先占据Mg原子的倾向。研究Mg7Si4X的弹性模量和电子结构发现:Mg7Si4Ca、Mg7Si4Sr为脆性相;Mg7Si4Ba为延性相,塑性最好;掺杂Ca,Sr,Ba使Mg2Si逐渐由脆性向韧性转变。Ca,Sr,Ba的掺入均使Mg2Si的电子态密度发生偏移,费米能级处的电荷密度增加,导电性增强,共价键作用减弱,合金系结构稳定性减弱。  相似文献   

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