Ti,Mn,Fe掺杂的GaN纳米管的电子结构及磁学性质

采用基于自旋极化密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,结合广义梯度近似(GGA)研究了3d过渡金属(TM=Ti,Mn,Fe)掺杂的zigzag型单壁GaN纳米管的电子结构及磁学性质.结果表明,Ti,Mn掺杂的GaN纳米管呈现反铁磁性,而Fe掺杂的单壁GaN纳米管则表现出铁磁性.同时从态密度的分析可以看出,过渡金属的3d电子与跟它最近邻的N原子的2p电子具有强烈的杂化作用,这是体系具有磁性的原因.     

Fe掺杂SiC纳米管的电子结构和磁性

采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理方法,在局域自旋密度近似下,系统研究了Fe掺杂SiC纳米管电子结构和磁性.计算结果显示用Fe替代C时SiC纳米管显示反铁磁性,而Fe替代Si却出现铁磁性特征,是一种半金属磁性材料.形成能计算结果显示铁磁性结构比反铁磁性结构低3.2eV,Fe原子更容易替代Si原子,两种掺杂的基态都诱发了自旋极化现象.同时,掺杂的Fe原子都向管外发生了一定的弛豫,Fe替代C掺杂发生了较大的几何畸变,但掺杂并未破坏SiC纳米管整体几何结构.能带结构和态密度计算显示在费米能级附近出现了更多弥散的能级分布,特别是Fe替代Si出现了明显的自旋劈裂现象,发生了强烈的p-d杂化效应,自旋电子态密度的计算结果揭示磁矩主要来源于Fe原子未成对3d电子的贡献.这些结果表明过渡金属掺杂SiC纳米管也许是一种很有前途的磁性材料.     

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。     

Fe_(14)T_2(T=Cr,Mn,Co,Ni)二元合金结构与力学性质的第一性原理研究

运用以密度泛函理论为基础的投影缀加波方法,研究Fe_(14)T_2(T=Cr,Mn,Co,Ni)二元合金不同相结构的总能、磁性和力学性质.结果表明,Fe_(14)T_2(T=Cr,Mn,Co,Ni)二元合金的体心立方相(bcc相)的铁磁态能量最低,应为体系的基态.铁磁性的面心立方相(fcc相)具有高自旋和低自旋的特性,而反铁磁性的fcc相具有更低的能量,相对铁磁态更为稳定.弹性常数的计算表明,铁磁性fcc相的HS态和铁磁Fe_(14)Ni_2fcc相LS态在力学上不稳定,其他相均在力学上稳定.     

Heusler合金Mn_2NiAl物性的密度泛函理论研究

基于密度泛函理论架构下的第一性原理方法,对Hg_2CuTi型Mn_2NiAl的能量随四方变形的变化、晶格常数、磁矩、电子态密度、体弹模量等进行了计算.结果表明:i)在四方变形过程中,在c/a接近1及1.24附近各存在一个稳定的状态,分别对应于奥氏体态和马氏体态. ii)在奥氏体和马氏体两态下, Mn_2NiAl的总磁矩主要是由Mn原子提供, A、B晶位Mn原子的磁矩呈现为亚铁磁结构. iii)在奥氏体和马氏体两态下, Mn(A)或Mn(B)原子自旋向上和自旋向下的态密度形成较大的自旋劈裂,产生较大的磁矩.处于不同晶位的两个Mn原子之间的d-d直接交换作用较弱,维持了它们之间的反铁磁耦合,而处于同一晶位的Mn原子之间的铁磁耦合是由Al原子的s电子为媒介的间接交换作用来维持,此即为Mn2NiAl亚铁磁结构形成的机制. iv)Mn_2NiAl的抗压缩性比Ni_2MnGe, Ni_2MnGa和Ni_2MnB的均小.     

Cu掺杂AlN的铁磁稳定性的第一性原理计算

文章采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势法,结合广义梯度近似计算了Cu掺杂AlN的晶格常数、能带结构、电子态密度、铁磁态和反铁磁态的总能量,并通过平均场近似的海森堡模型估算了居里温度Tc。结果表明,Cu掺杂体系的能带结构呈现半金属性,半金属能隙为0.442eV。铁磁性是Cu原子的3d态与其最近邻的N原子的2p态通过p-d杂化作用而稳定的。当两个Cu原子相距最远且自旋平行排列时,体系具有最低的能量,估算出此时的居里温度高于室温,因此Cu掺杂AlN有望作为稀磁半导体材料。     

Lal／3Ndl／3Bal／aMn03的电阻率双峰和低温电阻率反常现象

用固相反应法制备了二元稀土掺杂的La1／3Ndl／3Ba1/3Mn03多晶庞磁电阻块材．x射线衍射分析表明在1200℃烧结的样品具有立方对称的晶格结构．热磁曲线显示材料在低温处于自旋冰状态．自旋冰的熔点随着外磁场的增大而降低．在磁场达到40kOe时,自旋冻结现象消失．材料的居里温度为-250K,但室温磁化曲线中出现由微弱不均匀品格畸变造成的寄生铁磁性行为．电阻率一温度曲线出现双峰现象．在居里温度附近出现的电阻率峰由晶体的本征特性贡献,在低于居里温度的～190K附近出现的电阻率峰由界面隧穿效应贡献．电阻率在～40K附近出现极小值．经过曲线拟合证实,其行为与近藤效应相似．研究结果较为全面地分析了单相多晶CMR材料的基本磁电相关特性．     

Ce3+掺杂YAlO3晶体的结构性质和4f→5d跃迁的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)超单胞模型方法和基于波函数的镶嵌团簇方法,计算研究了Ce3+掺杂YAlO3晶体的结构性质和4f→5d跃迁.DFT计算结果表明,Ce3+替代Y3+离子引起掺杂格位周围局域结构各向异性畸变.基于DFT优化超单胞结构,构造以Ce3+为中心镶嵌团簇,通过基于波函数的CASSCF/CASPT2/SO方法计算获得Ce3+4f1和5d1组态分裂能级能量,得到的4f→5d跃迁能量与实验结果符合相当好.5d1能态的Mulliken自旋布居分析结果表明,5d1能级性质与立方晶场作用结果明显不同,从而证实了先前基于半经验分子轨道计算得出的结论.最后,5d1能级波函数分析结果表明,自旋-轨道耦合效应对于Ce3+5d1组态较低能级分裂比较重要.     

团簇MnPS3磁学性质分析

为探究团簇MnPS₃的磁学性质，设计了团簇MnPS₃的初始构型，并运用密度泛函理论(density functional theory, DFT)在B3LYP/def2-tzvp水平下对其进行优化处理，最终得到6种单重态和3种三重态稳定构型.利用Multiwfn程序计算团簇MnPS₃三重态构型的成单电子数、自旋布居数、自旋磁矩、轨道态密度及电子自旋密度差等磁性相关数据.结果表明，各轨道对团簇MnPS₃磁性的贡献大小为d轨道>p轨道>s轨道>f轨道；金属Mn原子对团簇MnPS₃磁性的影响较大，非金属原子P和S对团簇MnPS₃磁性的影响较小；d轨道态密度图对称性较差，且对应峰值相差较大，故d轨道是团簇MnPS₃磁性的主要贡献者.     

Co掺杂对单斜LiMnO_2结构与性能的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究Co掺杂对单斜LiMnO2结构与性能的影响.结果表明:Co掺杂可缩短阴阳离子间的距离、抑制Jahn-Teller畸变、减小材料的绝缘带隙;掺杂体系中Co3+的电子组态为t62geg0,处于非自旋态,Mn3+的电子组态为t23geg1,处于高自旋态,由于过渡金属原子与氧原子间存在较强的共价相互作用,因此该掺杂体系并非理想的离子晶体.     

关于单K3-群L3(3)和U3(3)

设G为有限群,o1(G)表示G中最高阶元素的阶.用极少的数量刻画有限单群是单群刻画领域中一个有趣的课题.本文只用群的阶及最高阶元素的阶刻画了单K3-群L3(3)和U3(3),即证明了:设G为有限群,M为单K3-群L3(3)和U3(3),则G≌M当且仅当|G|=|M|,且o1(G) =o1 (M).     

对不定方程x3+y3+z3=3的研究

不定方程x^3＋y^3＋z^3=3的整数解问题是一个较古老且未得到完全解决的问题,在已找到的整数解中可发现,均有两个未知数的解相等.对于在两个未知数相等的情况下有无整数解进行一定的研究和推进,并且证明了x^3＋y^3＋z^3=3的解存在的形式.     

3-氯-3-甲基丁炔的合成

探讨了以3-羟基-3-甲基丁炔为原料合成3-氯-3-甲基丁炔的工艺,并考察了反应条件对3-氯-3-甲基丁炔收率的影响.通过正交实验确定了最佳工艺条件:3-羟基-3-甲基丁炔23.5 g,浓盐酸28 mL,浓硫酸18 mL,反应温度30 ℃,催化剂ZnCl2 2 g,该合成工艺收率可达83%以上.     

CH3NH3PbI3薄膜的光致发光增强效应

采用光谱测量技术分析了CH₃NH₃PbI₃薄膜的光致发光增强效应及其对载流子复合动力学的影响.实验结果表明,增加光浴功率密度有助于提高薄膜的光致发光增强速率,O₂环境有利于薄膜的光致发光增强.CH₃NH₃PbI₃薄膜光浴处理引入的光致发光增强效应源于薄膜内缺陷态浓度降低.同时利用微波吸收介电谱技术,表征了CH₃NH₃PbI₃薄膜光浴前后,自由载流子和浅能级束缚载流子的复合动力学.发现光浴后,薄膜的自由载流子和浅能级束缚载流子浓度明显提高.     

3p^3阶群之构造

在有限群理论中,确定n阶群的构造是一个分类问题。本文试图确定3p~3(p是奇素数,且p≠3)阶群的构造,即证明下面的定理: 令p是一个素数,则3p~3(p≠3)阶群有 (1)7种类型,当p≠1(mod3)。 (2)19种类型,当p=1(mod3)。     

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根据唯象自旋哈密顿和微观相互作用之间的近似等效性,本文导出了3d     

关于丢番图方程x3+y3+z3-3xyz=n解的判定

主要讨论了方程nxyzzyx=- 3333的性质,并给出了几种特殊形式的解。     

关于单K3-群L3(3)和U3(3)

设G为有限群,o1(G)表示G中最高阶元素的阶。用极少的数量刻画有限单群是单群刻画领域中一个有趣的课题。本文只用群的阶及最高阶元素的阶刻画了单K3-群L3(3)和U3(3),即证明了： 设G为有限群, M 为单K3-群L3(3)和U3(3),则GM当且仅当|G|=|M|,且o1(G)=o1(M)。