镁铝尖晶石高压相变的理论计算

运用密度泛函(DFT)平面波赝势方法(PWP),计算了镁铝尖晶石三种物相的状态方程和热力学生成焓以及在0～50GPa高压范围内的力学性质.研究结果表明:利用状态方程得到的镁铝尖晶石转变为CF相和CT相的相变压强分别为26.79GPa和30.19GPa,与实验值误差分别为+0.79GPa和-11.81GPa;而利用热力学生成焓,在GGA近似下得到的CF相的相变压强为24.52GPa;LDA近似下CT相的相变压强为39.85GPa,与实验值误差为-1.48GPa和-2.15GPa.在对高压下镁铝尖晶石三种相结构的力学稳定性的分析发现,尖晶石相在压力超过30GPa时力学结构变得不稳定,而两个高压相在...     

闪锌矿结构BN，AIN和GaN的介电和动力学性质的第一性原理计算

用从头计算第一性原理赝势方法对闪锌矿结构BN,AlN和GaN的电子结构、介电和动力学性质进行了计算．用密度泛函理论赝势平面波方法计算了这些材料的平衡晶格常数、体弹模量和带隙．基于密度函数扰动理论的线性响应方法计算了它们的玻恩有效电荷,高频介电常数和原子力常数．原子力常数为在全布里渊区插入动力学矩阵是很有帮助的,通过利用原子力常数插入动力学矩阵得到了几个高对称性方向的声子频率．讨论了闪锌矿结构BN,AlN和GaN之间的介电和动力学性质差异,同时与其他理论计算和实验结果作了比较．总的来说,结果与其他理论和实验值比较一致．     

蓬莱与宽甸新生代碱性玄武岩及其深源包体和巨晶矿物的稀土元素

本文应用现代仪器分析方法——质谱同位素稀释法测定了辽宁宽甸和山东蓬莱碱性玄武岩及其深源超镁铁岩包体和巨晶矿物中的稀土元素REE,测定结果用Nakamura数值进行了球粒陨石标准化计算。根据所得REE丰度和分布模式特征,推测了两地区的尖晶石二辉橄榄岩属残渣型地幔岩包体,榴辉岩属原始型地幔岩包体。两地区的镁铝榴石巨晶可能是早期液相线上的产物,后期的变质作用对整个REE没有明显的影响。富铝普通辉石巨晶则是比镁铝榴石较晚期的结晶产物。两地区的碱性玄武岩及其超镁陕岩包体和巨晶矿物在REE丰度和分布模式上十分相似,表明了两地区所处的大地地质构造以及熔融和分异作用的物理化学条件的相似性。     

陕西松树沟超镁铁岩体中两类铬尖晶石及其岩石学意义

松树沟超镁铁岩体中主要有两类铬尖晶石。它们的岩相学和化学成分特征有着明显差异。研究认为，其中一类是地幔部分熔融成因的富铬铬尖晶石，另一类是在一种外来的含水硅质熔体加入情况下，由超镁铁质岩浆分异结晶形成的，与一种高热流环境有关；后来它们又经历了角闪麻粒岩相条件下的再平衡。因此本区铬尖晶石表现出变质型的和阿尔卑斯型的双重性质。     

静压下GaN/AlN应变超晶格的晶格动力学研究

利用弹性理论计算出静压下应变超品格两种组分材料的纵向晶格常数的改变，并用来修正应变存在时的面间力常数．在此基础上研究了应变对GaN／A1N超晶格的L-声子的色散关系和振动模式的影响．结果表明，应变可以在一定程度上破坏GaN和A1N中L-声子的准限制模式．另外静压对L-声子的色散关系影响显著，而对原子的振动模式影响较小．     

半导体球形异质结中界面光学声子及电声相互作用

在介电连续模型下,运用传递矩阵的方法研究多层球形异质结中的界面光学声子,得出了多层球形异质结中的界面光学声子的本征模解、色散关系和电子与界面光学声子相互作用的哈密顿.对5层球形异质结CdS/HgS/CdS/HgS/H2O中的界面声子的色散关系和电声相互作用的耦合强度进行了数值计算,结果发现在5层球形异质结中,存在着7支光学界面声子,但仅有一支界面声子对电声相互作用的耦合强度具有重要的影响.     

基于第一性原理的Mg2Sn和Mg2Ge半导体热力学性质研究

目的 计算Mg2Sn和Mg2Ge半导体热力学性质.方法 采用基于第一性原理的赝势平面波方法.结果 计算了Mg2Sn和Mg2Ge的等容比热、德拜温度等热力学性质并确定了声子色散曲线,计算结果可以和实验值很好的符合.结论 采用第一性原理研究材料的宏观和微观性质是合理可信的计算方法.     

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     

利用第一原理计算铝声子的光谱

利用线性响应方法结合新的相对论解析Hartwigsen-Goedecker-Hutter赝势和Troullier-Martins赝势,计算了铝的声子光谱和声子态密度．研究表明,理论计算结果和有效的实验值吻合较好．由两种不同赝势的计算结果表明,在高频区内应该考虑相对论效应．     

金红石压力诱发相变的第一性原理

为揭示金红石晶胞在压力下的不稳定性和其是如何发生相变的,文中运用第一性原理的方法对金红石晶胞结构进行了研究。在对其晶胞在25 GPa压力之下的结构进行优化的基础上计算了该压力下的晶胞声子谱,发现了该压力下其结构的不稳定性。根据其声子谱中的虚频点提供的振动模式找到了晶胞中某些原子的振动方向,进一步按上述方向移动原子同时观察其能量变化,从而找到了金红石压致相变过程中的一个新的结构,并从晶胞总能、电子结构、费米能级角度对该变化的可能性进行了说明,对实验中验证金红石相变过程具有一定的指导意义。     

Mg2Si同质异相体的平衡结构、状态方程和声子谱研究

在第一原理框架下,采用赝势平面波方法计算研究了Mg2Si晶体的晶胞常数、状态方程和声子谱等性质,得到的晶胞常数与实验值和前人的计算值是一致的.研究发现,反萤石结构Mg2Si,反氯铅矿结构Mg2Si和Ni2In型Mg2Si分别在压强为0～6 GPa,7.5～20.2 GPa和21.9～40 GPa范围内能够保持结构稳定.三种Mg2Si同质异相体的稳定性由高到低应该是:反萤石结构Mg2Si>反氯铅矿结构Mg2Si>Ni2In型Mg2Si.利用晶格动力学方法计算了三种同质异相体的声子谱.     

ZnSe／Zn1—xCdxSe非对称双量子阱中电子声子相互作用

采用转移矩阵方法研究了ZnSe/Zn1-xCdxSe非对称双量子阱结构中界而光学（IO）声子模和电子－IO声子相互作用哈密顿量，发现IO声子的色散关系和电子－IO声子耦合强度是波矢的复杂函数，并且长波声子是主要的，使用简化的相干势近似数值计算ZnSe/Zn1-xCdxSe非对称双量子阱结构，结果表明高频声子与IO声子的相互作用较低频声子与IO声子的相互作用强。     

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。     

金属元素镁高压属性的第一性原理研究

通过第一性原理计算方法，研究了金属元素镁在高压下的电子属性。电子性质的计算指出，镁的三个高压结构体心立方（bcc）、面心立方（fcc）和简单六角（sh）都是金属相结构，但其金属性比常压结构六角密堆（hcp）弱；通过与镁常压电子结构比较可知，d带贡献的增加以及p-d杂化的增强可能是高压下镁金属性降低的一个原因。镁高压fcc和sh结构的电子局域函数（ELF）通过与常压hcp结构以及高压fcc、sh结构的ELF比较，发现镁的这两个高压结构的价电子被高度排挤到晶格间隙区域，这一特殊现象与其他碱金属和碱土金属元素锂、钠、钾以及钙相似。     

ZnSe/ Zn_(1-x)Cd_xSe非对称双量子阱中电子声子相互作用(英文)

采用转移矩阵方法研究了 Zn Se/Zn1-x Cdx Se非对称双量子阱结构中界面光学 ( IO)声子模和电子 -IO声子相互作用哈密顿量 .发现 IO声子的色散关系和电子 -IO声子耦合强度是波矢的复杂函数 ,并且长波声子是主要的 .使用简化的相干势近似数值计算 Zn Se/Zn1-x Cdx Se非对称双量子阱结构 ,结果表明高频声子与 IO声子的相互作用较低频声子与 IO声子的相互作用强     

蛇绿岩中的一种超高压矿物---硅金红石

在西藏雅鲁藏布江沿岸的蛇绿岩的铬铁矿石中,查明了60～70种矿物,硅金红石是其中一个新类型矿物.该矿物X射线衍射数据表明其为金红石结构,与国际标准JCPDS卡片的21-1276号相吻合.但其晶胞参数和晶胞体积a,c和v略小于JCPDS中金红石的数据,认为与Si占据金红石中Ti的位置有关.化学成分确定其分子式为(Ti 0.82 Si 0.18 )O 2 .该矿物中的硅呈 [Ⅵ] Si(六配位),属超高压环境下形成的矿物,是金红石的一个新变种.新发现的硅金红石与已报道过的八面体硅酸盐晶体、Fex Siy系列矿物、硅镁尖晶石(Si为Ⅵ配位)、金刚石、MgO、FeO和SiO 2 相伴生,据此推断这些物质可能来自过渡带或下地幔.     

三元混晶双势垒结构中光学声子辅助共振隧穿及压力效应

采用连续介电模型,细致探讨了AIxGa1-xAs／GaAs双势垒结构中界面声子的色散关系及其与电子的耦合作用．进而采用Fermi黄金法则,在该结构的垒或阱为三元混晶材料时,分别计算了声子辅助隧穿电流密度．结果表明,在宽阱情形下,若垒为混晶材料,混晶效应不明显,只有一个明显的声子峰,该结论与实验符合较好;若阱为混晶材料,则混晶效应明显,具有两个声子峰,该结论对实验有指导意义．本文还讨论了压力对声子辅助共振隧穿的影响,结果显示：声子辅助隧穿峰和共振峰的峰值均随压力增加而减小,但声子辅助隧穿效应则随压力增加．     

立方ScN、GaN的结构和高温热力学性质的第一性原理研究

通过第一性原理计算了ScN和GaN立方氯化钠相的结构、声子及高温热力学性质;并采用超胞方法计算声子态密度,通过准谐近似计算得到了ScN和GaN的热膨胀系数、热熔及熵值随温度的变化关系,所得结果与现有实验值符合较好.     

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．     

高压下BeSe相变和热力学性质第一性原理研究

利用密度泛函理论研究了BeSe的相变、晶格动力学和热力学性质.计算得到的晶格常数、体弹模量以及其对压强的一阶偏导与实验值符合较好.焓的计算结果表明在压强为57.68GPa时BeSe会发生从闪锌矿(ZB)结构到砷化镍(NiAs)结构的相变,与实验值56±5GPa较吻合.BeSe的声子色散曲线计算表明零压下ZB结构满足动力学稳定性,而在高压下ZB结构的动力学稳定性将消失.基于准简谐近似方法,还成功预测了BeSe的热容、热膨胀系数和熵随着压强和温度的变化关系.