高压下铜的3d能带结构

本文用LCAO方法,考虑到被前人忽略了的次近邻作用和重迭积分,用Richardson的铜的Hartree-Fock解析波函数以及Fletcher对晶体位场的处理方法,在0,100和410GPa压强下,计算了铜的3d电子能带,并计算了能带顶部的有效质量、状态密度、能带宽度和平均动能。其结果定量地说明了铜的3d电子随压强的增加逐步变成为非局域电子。     

铬的3d能带结构

本文用紧束缚方法计算了铬的3d能带结构和状态密度。计算中采用了Herman和Skillman的原子波函数和由此计算得到的原子位场。计算的3d能带结构和状态密度与其他作者计算结果相似,得到的3d带宽填充带宽和低温电子比热系数与实验值符合较好。最后着重讨论了计及交换作用对计算结果的影响。     

晶格振动的次近邻相互作用

在体心立方晶体的[100]方向上,计算了最近邻和次近邻相互作用的晶格振动比仅计算最近邻相互作用的更好。晶格波的简并度降低,更加符合群论和实验结果。     

利用自旋动力学研究面心立方铁磁晶体自旋波的解析解

只考虑到第三近邻自旋相互作用情况下,利用自旋动力学求解了三维面心立方体铁磁晶体磁振子谱(自旋波谱)的解析解.次近邻交换积分J2与最近邻交换积分J1的比η=J2/J1值越大,第三近邻交换积分J3与最近邻交换积分J1的比γ=J3/J1值越大,面心立方铁磁系统中磁振子能量越大,并且磁振子能谱主要被最近邻交换积分J1所决定.磁振子能量随波矢k的增加而增大,但是在BZ区的X点处的磁振子能量与η无关,这说明在X点处磁振子能量与次近邻交换积分J2无关,与最近邻交换积分J1相关和第三近邻交换积分J3相关.因此,对于三维面心立方铁磁晶体的磁激发而言,为了能够更加真实地反映其磁激发,至少得考虑到第三近邻交换积分J3.     

Cs2NaMF6:Fe3+ (M=Al,Ga)体系局域结构理论研究

构建了d5组态离子在三角晶体场中包含电子—电子间库仑相互作用、自旋—轨道耦合相互作用及配位体相互作用的完全能量矩阵,通过对角化完全能量矩阵研究了过渡金属Fe3↓离子掺杂Cs2 NaMF6(M=Al,Ga)体系的局域晶格结构.得到了Cs2 NaMF6:Fe3+(M=Al、Ga)体系中局域结构参量,对Cs2 NaAlF6:...     

晶体CsMn Br_3中Mn~(2 )离子吸收谱的配位场计算

本文用赵等提出的过渡金属锰离子的近似自洽场 d 轨道径向波函数,考虑到晶体 CsMn-Br_3中 Mn~(2 )离子的真实对称性,在 D_(3d)点群对称下,计算了 CsMnBr_3中 Mn~(2 )离子的 d—d 跃迁谱。理论值和实验符合很好。本文所采用的方法,可以推广到处理晶体系列 ABX_3(A=一价碱金属离子:B=第一族过渡金属二价离子:X~-=Cl~-,Br~-,F~-或 I~-)中的过渡金属络离子的晶场吸收谱。     

在V、Cr、Fe、Co体心晶格中的氢原子

本文主要报告了氢原子在bcc(体心立方晶体)型的过渡金属V、Cr、Fe、Co原子簇中结合能的EHMO(推广的Hückel分子轨道理论)计算结果。计算中对Hückel参数K进行了优选,使之更接近于纯金属结合能的观测值。结果表明,在原子簇中氢原子处于歪曲的四面体环境比歪曲的八面体位置更为稳定,邻近的晶格空穴能增加氢原子的稳定性。发现在计算的氢原子结合能与d电子排斥势之间存在着定量的反比关系。     

氯化钠晶体中Mn(Ⅱ)的晶场谱及其零场劈裂常数α的计算

本文从立方晶场对称度出发,采用赵敏光教授等提出的过渡金属Mn~(2+)离子的SCF—3d轨道,计算了NaCl:Mn~(2+)离子的晶场谱带位置;对NaCl:Mn~(2+)离子的零场劈裂常数α进行了高阶微扰计算,理论计算值和实验结果符合较好。提出了文献中所拟合确定的立方晶场参量Dq是不合理的。     

体心立方晶体铁在双轴作用下的结构稳定性研究

采用改进分析型嵌入原子法对体心立方晶体铁在双轴载荷作用下的结构稳定性和理论强度进行了研究.根据Milstein修正的单轴载荷下的Born稳定判据,推导出了晶体在双轴载荷下的稳定性判据.结果表明,在压缩区域出现的无应力面心四方相是不稳定的,会自发的滑向近邻无应力亚稳态体心四方相.体心立方晶体铁在双轴载荷下稳定范围是0.2657~0.2989nm,对应的压应力和张应力分别为43.73eV/nm3和34.14eV/nm3.     

Fe2+离子在III-V半磁半导体近红外光谱中的动态Jahn-Teller效应

介绍了3d4/3d6离子在立方晶体场中动态Jahn-Teller矩阵的推导,分析了动态Jahn-Teller效应对Fe2 在III-V半磁半导体InP和GaP中光谱的影响,计算结果与实验符合,表明在Fe2 半磁半导体中,比经典晶体场理论分析多出的许多分裂谱线是Fe2 离子与半导体晶格间的动态Jahn-Teller效应引起,还预测了其他Jahn-Teller效应分裂谱.     

分子轨道似在四面体共价晶体中3d过渡金属离子轨道角动量和旋—轨耦合中的应用

用分子轨道近似推导了3d过渡金属离子在四面体晶体中轨道角动量和旋-轨耦合矩阵,同时得到了这些矩阵元与3d离子在纯晶体场近似下的矩阵之间的关系。通过以上矩阵元和关系可以很容易地计算3d离子在四面体晶体中的旋-轨、自旋-自旋和塞曼作用矩阵。这些旋-轨、自旋、自旋和塞曼作用矩阵对研究3d离子在四面体共价晶体中（尤其是半导体中）的超精细光谱、塞曼和交换分裂、电子顺磁共振参数、磁化强度、磁比热、磁化率等都是有用的。另外,还讨论了八面体和四面体对称下的配体轨道,以及3d离子和配体间的重迭积分。     

CO在hcp(0001)和fcc(111)面上吸附的间接相互作用

本文采用格林函数方法,用单电子理论在紧束缚近似下研究了一氧化碳在过渡金属六角密排(0001)面和面心立方(111)面上吸附的间接相互作用。计算中采用复能积分方法避免了由于存在分裂态与共振态给计算带来的困难。计算得到一氧化碳在hcp(0001)面及fcc(111)面上的吸附结构。     

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.     

NaTaO3电子结构的第一性原理研究

在广义梯度近似 (GGA)下 ,利用全电势线性缀加平面波法 (FLAPW)计算了钽酸钠 (NaTaO3)的电子结构 .为了进一步理解原子间的相互作用 ;计算了NaTaO3的态密度、能带结构、电子密度 .通过对态密度的分析 ,发现在钽原子 3d电子和氧原子 2p电子之间存在强烈的轨道杂化 .对电子密度和能带的分析也得出同样的结论 .NaTaO3晶体中有两种电子相互作用 ,一种是钽原子和氧原子之间存在的共价相互作用 ,另一种是钠 (Na)和氧化钽 (TaO3)基团之间的离子相互作用     

过渡金属酞菁化合物的能带结构研究

用EHMO/ CO方法对过渡金属酞菁化合物的能带结构进行了研究.结果表明:不同金属原子的酞菁的能带结构不同.钛、钒、铬酞菁的能带结构与酞菁的能带结构相似,而锰、铁、钴、镍、铜酞菁的能带结构与酞菁的能带结构明显不同,金属酞菁化合物的带隙变窄;酞菁环中心的不同过渡金属离子,在不同K点的分子轨道对称性不同;不同金属原子的酞菁环的层间距不同,其导电性不同.层间距越小,带宽越大,导电性能越强.     

MoSi2和WSi2电子结构及光学性质的数值研究

应用基于密度泛函平面波赝势方法(PWP),考虑广义梯度近似(GGA)下的交换关联势,计算具有Cllb型体心立方结构的Mosi2和WSi2单晶的电子态密度、能带结构、介电函数、吸收系数和折射率等电子结构及光学特性参量.计算结果表明:该类晶体的价带和导带部分重合,具有典型半金属特性,其费米面附近的态密度主要是由Mo或w原子中的d电子和Si原子3p态杂化而成,对晶体导电性贡献最大的是Mo和W原子中的d电子,其光学性质表现出各向异性,沿c轴方向介电函数和折射率都存在1个向低能方向偏移(红移)且峰值较大的峰;具有Cllb型结构的MoSi2和WSi2 由于Mo和w原子价电子不同导致其电子结构和光学性质存在微小差别.     

稀土过渡金属CaCu5 型衍生化合物结构的原子级模拟

稀土过渡族金属化合物是功能材料研究领域的重要对象.回顾了CaCu 5 衍生型稀土过渡金属化合物R n-m M 5n+2m 结构和变换关系的传统内容、含义,以及在应用中的有效性和局限性.随后从原子间相互作用势出发,通过能量最小化对5类二元本征结构SmFe 5 ,Sm 2 Fe 17 (H),Sm 2 Fe 17 (R),SmFe 12 (t),Sm 3 Fe 29 的空间群及晶格参数进行了计算,并由此确定了这5类结构间的变换矩阵,与传统矩阵变换关系作了一一对照,分析了它们相近和相异的原因.最后,讨论第三元素Cr,Ti对Sm 3 Fe 29 结构的稳定作用,和对晶体几何参数及X光谱的影响,这都是传统矩阵变换反映不了的.     

过渡金属掺杂MgH_2的结构和磁性的第一性原理研究

为研究过渡金属掺杂对氢化物铁磁性的影响,采用密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,以Mg H2为基本材料,以过渡金属(V、Cr、Mn、Fe、Co和Ni)元素替代2×1×2超晶胞中的Mg原子建立掺杂模型Mg1-xMxH2(M=V、Cr、Mn、Fe、Co和Ni),并计算模型自旋极化的磁性、能带结构和态密度等性质.结果表明:与Mg H2中的Mg—H键相比,过渡金属M(M=V、Cr、Mn、Fe、Co和Ni)—H间的相互作用明显增强,造成Mg—H间强烈的离子键和部分共价键的相互作用随着过渡金属的掺杂而被削弱.掺杂体系中,V和Cr是受主杂质,而Mn、Co和Ni体系中,自旋极化率相对较低,且穿过费米能级的子带的斜率较低.研究表明过渡金属(V、Cr、Mn、Co和Ni)掺杂的Mg H2体系虽然可以导电,但电导率较小,具有比较稳定的半金属性.     

热膨胀对固体能带结构的影响

以体心立方结构为例, 利用紧束缚理论, 讨论了热膨胀对固体能带结构的影响, 具体计算了体心立方晶格的1S能带和2S 能带. 结果表明: 随着温度的上升, 热膨胀将使固体的晶格常数发生变化, 使得1S 和2S 的能带中心和能带动边缘产生移动, 从而对各能带的宽度和两带之间的禁带宽度都产生影响. 所得结论能较好地说明锂金属的部分实验结果.     

金属Al、Cu钝化机理电子理论研究

通过计算机编程建立水吸附Al和Cu的模型,利用实空间的Recussion方法分别计算了Al和Cu被H2O吸附前后系统的状态密度和能量变化,及表面金属原子与其近邻原子间的键级积分,并将两个计算结果进行比较.从结果中分析,金属原子的电子转移到H2O分子的O原子上.水吸附金属表面后,状态密度有所下降,次表面原子几乎不受影响,系统总能降低,系统变稳定.H2O使金属表面化学活性降低,并从键级积分计算结果中讨论了Al和Cu钝化膜的形成机理:水通过氧与金属表面原子成键后,表面金属原子与次表面原子作用增强,水中氧和氢原子相互作用改变的不同导致形成不同的钝化膜.