利用分析型EAM模型研究Cu台阶面的表面声子谱

运用分析型嵌入原子模型(AEAM)与晶格动力学方法计算了弛豫后的Cu台阶表面的声子谱曲线,表面弛豫由分子动力学方法计算得到.计算结果声子谱曲线与实验数据吻合.     

硼化铑晶格动力学性质的第一性原理计算

本文基于密度泛函理论,采用全势能线性叠加平面波方法对六方相硼化铑晶体的晶格动力学性质进行了第一性原理计算,预测了六方相硼化铑的声子谱和对应的声子分波态密度以及简约布里渊区高对称方向所对应的声子频率值,并对声子频率值进行了红外—拉曼指认.计算结果与可利用的理论计算值以及实验值符合的很好.     

石墨烯电子结构和声子谱的第一性原理计算研究

基于密度泛函理论和密度泛函微扰理论框架,采用模守恒赝势和局域密度泛函近似,计算石墨烯的电子结构和声子谱.发现石墨烯是一带隙为零的半导体,在Dirac点附近的态密度来源于C原子pz轨道;掺杂后第一布里渊区的费米面由位于Dirac点处的点变为围绕Dirac点的弧形,与角分辨光电子谱实验所得到的掺杂情况下的费米面相符.声子谱计算结果表明,石墨烯布里渊区中心的声子谱有三个光学支和三个声学支,计算得到的具有拉曼活性的声子频率与拉曼光谱实验结果相近.     

压力下Si/Ge超晶格热电材料的声子谱和群速度

利用面心立方模型和晶格动力学理论计算了Si/Ge超晶格材料的纵向(z)和横向(x)声学声子谱,用半解析的方法计算了声学声子传播的群速度.计算结果表明,纵向声子谱有简并的现象,横向声子谱没有简并,在布里渊区的中心和边界,纵向和横向声子的群速度几乎减小为零.引入流体静力学压力并修正应变存在时的力常数,研究了应变对超晶格材料声子谱和群速度的影响,结果表明,静压使声学声子的频率系统性上升,使声学声子的群速度明显增大.     

CaX(X=S,Se,Te)晶格热导率的第一性原理计算

使用第一性原理方法精确计算了CaX(X=S,Se,Te)的声子和晶格热导率等性质,并且从体系构成的异同分析了声子谱的异同.为了解释这类化合物中硫族元素从Te变为S时,热导率以及模式热导率成倍降低的原因,逐个研究声子简正模式对各自热导率的贡献以及不同体系间相同模式的声子热导率的差异,进一步计算了各个独立声子模式的Grüneisen参数、散射相空间、群速度、寿命等与热导率直接相关的物理量.从这些物理量之间的差异推测造成热导率差异的根本原因,并且分析了这些物理量的差异和声子谱的联系,从声子谱的变化趋势验证了如散射相空间、声子寿命、群速度这些物理量的差异,并且也最终验证了声子散射的理论基础.可以预言CaX这一系列材料的热导率,但现在尚缺乏直接实验验证.     

四方相钛酸钡晶体的晶格动力学

建立了四方相钛酸钡铁电晶体的晶格动力学壳层模型，氧离子的极化是各向异性的，模型的参数值由拟合Г点的声子谱实验数据确定。计算了声子色散关系，态密度和晶体的弹性常数，在弹性常数计算中计及了压电体中声子谱长波区域内声学模和低频光学模的耦合，计算结果比刚性离子模型有明显的改善。     

零温下二维绝缘铁磁体的磁振子软化

在二维正方绝缘铁磁系统基础上建立了一个磁振子-声子相互作用模型·利用格林函数方法研究了磁振子-声子相互作用下的二维绝缘铁磁体的磁振子谱,计算了布里渊区的主要对称点线上的磁振子色散曲线·发现在布里渊区边界区域磁振子谱的软化和磁振子谱线增宽最明显·比较了纵向声子与横向声子对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响,也讨论了各项参数的变化对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响·     

零温下在Δ线二维绝缘铁磁体的磁振子软化

在二维正方绝缘铁磁系统基础上建立了一个磁振子-声子相互作用模型.利用格林函数方法研究了磁振子-声子相互作用下的二维绝缘铁磁体的磁振子谱,计算了布里渊区的Δ线上的磁振子色散曲线.发现在布里渊区边界区域磁振子谱的软化和磁振子谱线增宽最明显.比较了纵向声子与横向声子对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响,也讨论了各项参数的变化对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响.     

零温下在△线二维绝缘铁磁体的磁振子软化

在二维正方绝缘铁磁系统基础上建立了一个磁振子-声子相互作用模型．利用格林函数方法研究了磁振子-声子相互作用下的二维绝缘铁磁体的磁振子谱，计算了布里渊区的△线上的磁振子色散曲线,发现在布里渊区边界区域磁振子谱的软化和磁振子谱线增宽最明显．比较了纵向声子与横向声子对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响，也讨论了各项参数的变化对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响．     

MAEAM研究过渡金属V,Nb,Ta的声子谱

运用改进分析型嵌入原子法,沿Brillouin区中的6个对称方向[q00],[qqq],[qq0],[1qq],[1/21/2q]和[q11],计算了体心立方过渡金属V,Nb,Ta的声子谱。研究结果表明,沿3个方向[q00],[qqq]和[qq0],在频率较低(波长较大)的区域,声子谱曲线与实验符合的非常好,在高频率(波长较小)区域,计算结果有稍微的偏差。同时计算结果预测了[1qq],[1/21/2q]和[q11]3个方向的声子谱曲线。     

B1结构MoN和WN晶体声子谱的计算

用群论方法导出Bl结构MoN和WN晶体的弹性常数和力常数的关系。根据采用LMTO—ASA 方法计算得到的这两种晶体Bl结构平衡晶格常数和弹性常数,对其力常数和声子谱作第一原理的计算。     

基于第一性原理的碳纳米管热输运的计算

基于第一性原理的密度泛函理论方法对碳纳米管结构进行优化,计算出原子间的力常数.在此基础上,计算碳纳米管的声子色散关系,并且利用量子非平衡格林函数方法研究碳纳米管的热导.计算结果表明:随着碳纳米管管径的增大,碳纳米管的声子透射系数和热导均增大;然而对于碳纳米管平均单位面积热导,发现在低温区和高温区具有显著不同的性质:在低温区,不同手征类型的碳纳米管热导几乎接近;在高温区,锯齿型碳纳米管的单位面积热导随着管径的增大而增大,而扶手型碳纳米管的单位面积热导几乎不随管径的变化而变化.     

An atomistic simulation of site preference and vibrational properties of UMxAl12-x （M = Fe, Co, Ni, Cr and Mn） and UMxAl1z-xHx

A series of lattice inversion pair potentials are used to evaluate the phase stability and site preference for uranium intermetallics UMxAl12-x (M = Fe, Co, Ni, Cr and Mn) and their related hydrides. Calculated results show that Fe, Co, Ni, Cr or Mn atoms preferentially substitute Al at the 8f site. Interstitial H atoms only occupy 2b interstitial sites in UMxAl12-x. Calculated lattice constants are found to agree with a report in the literature. Elastic constants and bulk modulus of UMxAl12-x and UMxAl12-xH were also investigated. In particular, the phonon densities of states (DOS) of these actinide compounds were evaluated for the first time.     

GaAs晶体膜中弱耦合极化子的自陷能

本文采用Ｈｕｙｂｒｅｃｈｔｓ线性组合算符和变分法相结合的方法,研究了极性晶体膜内电子－声子弱耦合系统的基态能量,得到了作为膜厚和耦合常数函数的极化子的自陷能,对ＧａＡｓ晶体计算了不同支声子与电子相互作用对极化子自陷能的贡献。     

极性晶体中三维和二维声学极化子自陷的有效质量特征

运用Huybrechts方法研究了三维和二维声学极化子有效质量作为电子-声子耦合参量的函数的变化特征.对二维声学极化子的研究,采用了我们最近导出的电子-声学声子相互作用哈密顿量.结果表明:电子-声子耦合达到一定强度时声学极化子有效质量发生突变而使极化子自陷,声学极化子在二维系统中比三维条件下更容易自陷.     

难熔金属钽、钼、钨的高温高压状态方程及声速的第一性原理研究

难熔金属的高压熔化曲线在动-静高压实验之间存在巨大争议,而在发生冲击熔化之前是否存在固-固相变是目前的研究热点问题.本文以3种典型难熔金属钽、钼、钨为例,通过第一性原理晶格动力学方法,计算了钽、钼、钨的声子色散曲线.采用准谐近似的方法,获得了Hugoniot状态方程以及Hugoniot声速.对于钽和钨的声速计算表明,其基态体心立方结构在高压下一直保持其稳定性;而钼的晶格动力学计算表明其基态结构的稳定性在高压下消失,而钼的Hugoniot声速在175–275GPa区域内发生了拐折,这一结果证实了冲击波实验中对于钼的声速测量的结果:在210GPa压力附近声速发生间断.     

Tunability of physical properties of (Cd:Zn)S thin film by Close Space Sublimation Process (CSSP)

The present paper reports on a systematic study of the influence of Zn alloying on the structural and optical properties of Cd1 xZnxS thin films. X-ray diffraction study for structural analysis reveals that the two binary compounds have been completely transformed into ternary compound with hexagonal (wurtzite) structure with preferred orientation along c-direction with (002) planes. The optical properties such as optical constants and band gap energy of the films were examined by using spectroscopic ellipsometer and Photospectrometery. It was found that the optical constants (n and k) decrease with the addition of Zn content in the alloy. It was also confirmed that the band gap increases with increasing Zn amount in the alloy and is attributed to quantum size effect in the grain size. Raman spectroscopy analysis shows one dominant phonon band at 326 cm 1, the so-called longitudinal optical (LO) mode for all the alloy composition (x). The appearance of a single phonon band in the Raman spectra established the formation of single phase hexagonal structured Cd1 xZnxS thin film. The LO band is asymmetrically broaden and high frequency shifted due to potential fluctuation caused by the dopant material. The AFM results showed that the surface roughness was decreased with increasing Zn content.     

三元混晶中激子的结合能

导出了三元混晶中电子－穴穴对有效相互作用势（哈肯势）,研究了混晶效应对激子结合能的影响,讨论了三元混晶中激子的性质,计及激子与声子的相互作用采用变分法利用哈肯势研究了三元混晶AxB1-xC中的激子问题,出了系统的有效哈密顿量,得出激子的结合能,激子－声子耦合常数随分x的变换关系,对几种三元混晶材料进行了数值计算,结果－声子相互作用对激子结合能起着重要作用,激子－声子耦合常数随组分x的变化存一极小值。     

高压下BCC金属钨和钼力学性质的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了体心立方金属钨和钼的体积、弹性常数、弹性模量、声子色散曲线以及广义层错能在0~100GPa压强下随压强的变化关系,并讨论了高压下两种材料的力学结构稳定性以及高压对材料韧脆性和剪切形变难易程度的影响.首先,通过0~100GPa压强下的弹性常数发现,两种材料在不同压强下的弹性常数皆满足材料力学稳定性的判定条件,而且两种材料在100GPa下的声子色散曲线中并没有出现虚频,因此两种材料的结构在0~100GPa压强下都是力学稳定的.此外,通过研究不同压强下体模量与剪切模量的比值B/G发现,两种材料的韧性随压强的增加而增强,并且Mo的韧性强于W.最后,通过研究两种材料的广义层错能、沿111密排方向的剪切模量G111以及材料的各向异性比A发现,随着压强增加,广义层错能和G111逐渐增大,A整体趋于1,这说明高压会使得111密排方向的剪切形变变得困难,而且同时也削弱了材料的各向异性.     

半导体双势垒结构界面光学声子模及其与电子的耦合

采用宏观连续介质模型研究了极性半导体双势垒结构中界面光学声子模．计算了界面光学声子的色散关系和声子势;给出了电子－界面光学声子相互作用哈密顿量．对ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ材料进行了数值计算和讨论