应力导致的Fe2CrGe从反铁磁基态到铁磁半金属相变的计算研究

运用第一性原理计算研究了惠斯勒(Heusler)合金Fe₂CrGe的电子结构和磁性质,发现其基态是Fe离子处于低自旋态(S=0),而Cr离子处于高自旋态(S=1)的反铁磁金属相,反铁磁态能量比铁磁态能量约低0.103 eV.此外还发现,如果施加+1.7%和–1.7%的应变, Fe₂CrGe会从反铁磁有序变成铁磁有序,并出现半金属特性;当应变达到±5%时,出现了大约0.2 eV的半金属能隙.通过平均场理论估算了Fe₂CrGe的居里(Curie)温度,发现其对应的居里温度为393 K,远高于室温.这表明Fe₂CrGe是有潜力的自旋电子材料.     

CO在δ-Pu(100)表面的吸附结构和电子态

用密度泛函理论(DFT)研究了CO分子在δ-Pu(100)面的吸附结构和电子态. 吸附计算结果表明,自旋极化和无自旋极化水平下,CO/Pu(100)最稳定的吸附方式均为C端心位垂直吸附,吸附能分别为-1.754 eV(自旋极化)和-1.780 eV(无自旋极化). 其次是象桥位>桥位垂直>顶位垂直. 平行吸附方式均翻转为相应的C端垂直或象桥位,说明此时分子处于一个动力学很不稳定的位置.顶位垂直、桥位垂直、象桥位和心位垂直四个吸附结构的吸附能差均小于0.2 eV,表明在限定的温度范围内CO在Pu(100)表     

Mn-O共掺单层MoS2磁性和光学性质的第一性原理研究

基于第一性原理自旋极化密度泛函计算了O,Mn单掺杂和Mn-O共掺杂MoS_2单层系统的电子结构、磁性和光学性质.在Mn和Mn-O掺杂后,由于自旋向上通道中杂质带的出现,导致MoS_2单层系统从自旋向上和自旋向下态密度完全对称的非磁性半导体转变为磁矩1μB和1.08μB的铁磁半导体,磁矩主要集中在掺杂的Mn原子上,而自旋向下通道仍保持半导体特征,其自旋间隙分别为1.613和0.396eV.同时发现Mn-O共掺杂后,在低能量区域(0～2.5eV),其介电常数、折射系数和吸收系数相比未掺杂和O单掺杂的MoS_2系统增强显著,并出现了红移现象.     

四元Heusler合金CrFeMnAl的结构和磁性

研究了四元Heusler合金CrFeMnAl的结构和磁性。基于密度泛函理论(DEF)的第一性原理方法,借助于Materials Studio 6.0软件,对其晶体结构进行了优化。得到的最优晶格常数为5.86(0),总磁矩为0。进行了能带结构和态密度的分析,得到如下结论:四元Heusler合金CrFeMnAl自旋向上方向费米能级附近态密度为0;自旋向下费米能级处态密度不为0,磁性主要是Cr原子3d电子分别与Fe原子3d和Mn原子的3d劈裂杂化所致,CrFeMnAl是一个半金属惠斯勒合金。     

Heusler合金Sc_2VZ(Z=C,Si,Ge,Sn,Pb)半金属铁磁性的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)第一性原理的投影缀加波方法 (PAW),结合广义梯度近似(GGA),系统研究了Hg2CuTi型Heusler合金Sc2VZ(Z=C,Si,Ge,Sn,Pb)的电子结构和磁性.研究发现Heusler合金Sc2VZ(Z=Si,Ge,Sn,Pb)在平衡晶格常数下表现出半金属铁磁性,其自旋向上态中的带隙宽度分别为0.345,0.354,0.387和0.173eV.计算得到Sc2VZ(Z=Si,Ge,Sn,Pb)的总自旋磁矩均为整数(3.00μB),符合Slater-Pauling规则.分析能带与态密度发现,半金属带隙的产生主要是由于Sc和V原子d态电子之间强烈的杂化作用所致.同时计算结果也表明,在一定程度的晶格常数变化范围内,Sc2VZ(Z=Si,Ge,Sn,Pb)合金仍能保持其半金属性质.     

自旋取向对碳原子吸附Mn/Fe(001)表面的磁性和功函数的影响

应用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了不同C原子覆盖度及自旋组态(平行PL,反平行APL1)下Mn/Fe (001)表面的功函数及磁性.计算结果显示自旋组态对体系的功函数和磁性都有很大的影响,C原子覆盖度相同时,体系在PL态下的功函数会微小于其在APL1态下的功函数.与此同时,当C原子覆盖度θ≤0.5 ML时,随着θ值的增加,PL态对应体系的功函数由4.08 eV增大到5.13 eV,APL1态体系功函数则由4.10 eV增大到5.26 eV;然而当θ＞0.5ML时,两种自旋组态体系的功函数都随θ值的增加而减少.另外,随着C原子覆盖度的增加,PL态及APL1态表面层原子的磁矩均有逐渐减小的趋势.     

自旋取向对碳原子吸附Mn/Fe(001)表面的磁性和功函数的影响

应用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了不同C原子覆盖度及自旋组态(平行PL,反平行APL1)下Mn/Fe(001)表面的功函数及磁性.计算结果显示自旋组态对体系的功函数和磁性都有很大的影响,C原子覆盖度相同时,体系在PL态下的功函数会微小于其在APL1态下的功函数.与此同时,当C原子覆盖度θ≤0.5 ML时,随着θ值的增加,PL态对应体系的功函数由4.08 eV增大到5.13 eV,APL1态体系功函数则由4.10 eV增大到5.26 eV;然而当θ>0.5 ML时,两种自旋组态体系的功函数都随θ值的增加而减少.另外,随着C原子覆盖度的增加,PL态及APL1态表面层原子的磁矩均有逐渐减小的趋势.     

Ni_2MnIn合金电子结构和微观磁性的第一原理计算

利用基于密度泛函理论的第一原理赝势法,研究了Ni2MnIn合金Heusler结构和四方马氏体结构的晶体结构参数、电子结构及微观磁性特征.通过对能带、各原子轨道磁矩和分波态密度(PDOS)的计算分析,发现二种结构中各原子的原子轨道磁矩、元胞轨道磁矩、元胞体积均变化不明显,两相均具有明显自旋极化现象.计算表明:四方马氏体相变导致Ni2MnIn元胞费米能下降0.495eV;Ni2MnIn结构中,In原子具有弱抗磁性,晶胞磁矩为Mn原子轨道磁矩所主导,约占元胞总轨道磁矩85%,Ni原子轨道磁矩贡献约占元胞总轨道磁矩15%.理论计算结果与其他理论值进行了对比.     

Heusler合金Co_(2-x)Fe_xVAl的电子结构、磁性和半金属性研究

基于密度泛函理论(DFT),使用广义梯度近似(GGA)研究了Heusler合金Co_(2-x)Fe_xVAl在不同Fe掺杂比例x时的电子结构、磁性和半金属性。结果表明,随着Fe掺杂比例x的增加,合金的晶格常数和磁矩均线性降低,分别满足了Vigard和Slater-Pauling规律;当x=1时,CoFeVAl合金的总磁矩与Co_2VAl(x=0)相比降低了50%,虽然费米面处出现了少量的态密度,丧失了半金属性,但其自旋极化率高达90%,仍被认为是一种很好的自旋电子学材料;此外,自旋向下带带隙宽度随x的增加逐渐变小,费米面向导带底移动,这不仅与X位原子间相互作用有关,还可能与Y位原子的轨道位置相关。     

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。     

Full-Heusler合金Ru_2FeSi的结构和磁性

近年来,自旋电子学的发展已经使人们在计算机存储方面取得了很大的成果,在众多自旋电子学材料中,Heusler合金因其特有的优点已经受到越来越多研究者的关注。采用第一性原理的计算方法,应用Materials Studio 6.0中的CASTEP软件,对Full-Heusler合金Ru_2FeSi的晶体结构进行了优化,并在平衡晶格常数的基础上,计算了结构的能量和态密度,并作了具体的分析。计算结果表明,Ru_2FeSi合金的平衡晶格常数为6.862?,并且为良好的铁磁性金属材料,其磁性主要来源于Ru原子和Fe原子d电子的自旋及其在费米能级附近劈裂和相互杂化的过程。     

横向自旋角动量对纳米粒子光操控特性的影响

光场的横向自旋是近年来发现的一种光场新效应,该效应表明光场不仅具有沿光传播方向的自旋角动量,而且还有垂直于传播方向的横向自旋角动量,这一发现为光学微操控提供了一个新的自由度.本文以聚焦的涡旋拉盖尔-高斯光束作为光源,利用偶极近似模型计算了金纳米粒子在该紧聚焦光场中受到的光力和横向自旋力矩,得出金纳米粒子在该光场中的捕获状态,阐明了横向自旋效应对粒子捕获特性的影响,分析了拓扑电荷数、粒子半径、折射率、吸收率等参数对横向自旋的影响.结果表明,在光束拓扑电荷数为零时,纵向自旋能够完全转化为横向自旋.该研究结果在光操控领域具有重要的理论意义和应用价值.     

金属／n型半导体（Au／n—GaN）肖特基势垒的研究

材料Au/nGaN在600度温度淬火后，利用电流－电压测量，XPS谱研究金Au和n型GaN半导体形成的接触势垒，电流－电压测量得到肖特基势垒平均高度和理想因子分别为1．24eV,1.03，理想因子为1．12的势垒最大高度为1．35eV，XPS数据表明：600度温度的淬火导致能带向上弯曲0．35eV，随着金的沉积在同一方向产生进一步的能带弯曲0．25eV，我们的结论可以用Cowley-Sze模型来解释，结合表明，在GaN表面有受主态密度。     

用自旋极化扭秤探测自旋与质量相互作用

利用扭秤探测自旋极化物体Sm2Co17与太阳质量之间的类似轴子的相互作用,充磁以后Sm2Co17的等效自旋电子数约为1.5×1023.初步实验结果表明,当相互作用程λ→∞时,自旋质量耦合常数的上限gsgp/(hc)<1.4×10-31.同时给出了对应的洛伦兹与CPT破缺因子的上限在10-17eV水平.为了减小周围环境磁场对实验的影响,设计了三维Helmholtz线圈来补偿背景磁场.并从四个方面讨论了提高实验精度的方法.     

Full-Heusler合金Ni_2MnSn力学性能和电子性能的第一性原理

Heusler合金,是有序的三元金属间化合物。围绕full-Heusler合金Ni_2MnSn力学性能和电子性能展开计算,利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,从量子力学角度考虑了电子的电荷特性和自旋特性。建立full-Heusler合金Ni_2MnSn的结构模型,计算最优化晶格常数、能带结构和态密度;测试其体模量、剪切模量、杨氏模量和泊松比。计算得到总磁矩为-4.34μB,其中Mn原子的磁矩对总磁矩贡献最大,并通过对Ni_2MnSn态密度及各个原子态密度的分析,发现磁性来源于Mn原子的能级劈裂。在几何优化的基础上,进行了Ni_2MnSn的力学性能计算,发现Ni_2MnSn具有很好的延展性和塑性。     

Heusler合金Mn_2V_(0.5)Co_(0.5)Al的晶体结构与磁性能研究

本文在三元Heusler合金Mn_2VAl的基础上掺杂Co原子得到四元合金Mn_2V_(0.5)Co_(0.5)Al,基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理赝势方法结合广义梯度近似(GGA),对四元Heusler合金Mn_2V_(0.5)Co_(0.5)Al的电子结构、磁性及半金属特性进行计算。结果表明,Co原子掺入能抑制Mn_2V_(0.5)Co_(0.5)Al四元合金体系无序结构的形成,该四元合金是一种具有磁矩完全补偿的半金属材料,平衡晶格常数为0.5747 nm,具有100%自旋极化率,半金属特性较好,总态密度来源于Mn~1-3d、Mn~2-3d、Co-3d、V-3d轨道的电子自旋及其相互杂化作用。此外,当晶格常数在0.57～0.59 nm范围内变化时,Mn_2V_(0.5)Co_(0.5)Al合金仍能保持磁矩完全补偿性和半金属性。     

双-(0，0′-二正丁基二硫代磷酸酯)合镍(Ⅱ)与氮碱加合反应的研究

本文报道了 Ni[(C_4H_9O)_2PS_2]_2与氮碱的加合反应,用光谱法测定了苯溶液中加合反应的平衡常数,在31℃时吡啶加合物的 K_1=33.1,β_2=7.94×10~3,联吡啶加合物的 K=2.51×10~6,用热重分析和 NMR 方法研究了加合物的热分解性质、磁性质和自旋密度分布.当 d~8低自旋的标题化合物与吡啶和正丁胺反应生成 d~8高自旋的加合物时,观察到了顺磁效应,未成对自旋密度离域到吡啶环和正丁胺上,导致各类质子共振向低场位移.未成对电子自旋密度通过σ键体系从 Ni(Ⅱ)离域到配体上.     

金属玻璃结构对二次电子发射特性(SEEP)的影响

本文报道用DC电子枪法经熔融自旋技术制备的Cu_■-Ti_■Pd_(135)-Si_(165)和Pd_(775)-Ni_(60)-Si_(165)三种金属玻璃,在非晶和晶态下的二次电子发射特性(SEEP)和二次电子能量分布(SEED)进行了测试,结果表明:前两种在非晶态下的δ_■wfh值比晶态下略大8％和28％ 相应的E_(pm)均为200eV:而后者则不同,在非晶态下的δ_m值仅为晶态时的60％相应的E_(pm)在非晶时为900eV。在晶态时为200eV:三种金属的玻璃的SEED在非晶和晶态下也不一样,其峰值在非晶态下比在晶态下低2～3eV;半宽度有的增加有的则减少,表明金属玻璃结构对SEEP和SEED有较大影响。     

亞氨多羧型絡合劑(康潑來宗)和它在分析化學上的應用

亞氨多羧型絡合劑是以—N(CH_2CO_2OH)為主體的一系列的絡合劑,亦可譯作康潑來宗(complexones)。它的特徵之一,是能和很多金屬離子絡合,包括碱土金屬、碱金屬Li和Na在內,形成穩定的內絡合物。內絡合物亦稱螯合物(chelates),亦就是絡合物形成體——中心金屬離子——     

钙钛矿结构材料SrHfO3的电子结构研究

在密度泛函理论框架下首先用局域自旋密度近似（LSDA）方法,研究了具有钙钛矿结构的材料SrHfO3的电子结构,发现Sr显示比较明显的离子特性,Hf和O之间由于杂化形成了共价键.得到该化合物的带隙为1.54 eV,磁矩为零.考虑Hf 5d局域电子之间的在位库仑相互作用（即采用LSDA＋U方法进行计算）后,磁矩依然为零,但态密度分布有明显的改变.计算结果表明,该材料中Hf 5d之间的在位库仑相互作用U为8.0 eV.