基于密度泛函理论的L2_1型Ni_2MnGe第一原理计算

运用MaterialsStudio6.0程序CASRTEP软件包建立L21型Ni2MnGe单胞和1×1×5的Ni2.25Mn0.75Ge超胞模型,采用GGA-PBE-TS近似,得出能带结构和态密度曲线。由Ni2MnGe单胞的能带结构和态密度图可以看出自旋向上和自旋向下的能带都没有出现带隙,说明Ni2MnGe单胞具有金属性,在费米能级附近不同自旋能带具有明显差别,从而导致Ni2MnGe具有较大磁性;通过分析1×1×5的Ni2.25Mn0.75Ge超胞的能带结构和态密度图可以得到同样的结论,即Ni2.25Mn0.75Ge具有金属性,在费米能级附近不同自旋能带具有明显差别,从而导致Ni2MnGe具有较大磁性。2种晶体中Ni原子自旋向上和自旋向下的态密度占据量几乎相同,因此Ni原子的磁矩很小,而Mn原子d轨道的电子几乎全部局域在自旋向上的态密度中,因此Mn原子磁矩较大。Ni2.25Mn0.75Ge中Ni(A)与Mn存在p-d杂化,比Ni2MnGe中p-d杂化作用更强,这是由于Ni替换了Mn的缘故。     

KSi能带结构及态密度的第一性原理研究

采用基于第一性原理的密度泛函理论赝势平面波方法,对KSi的电子结构进行了理论计算,计算表明KSi是一种准直接带隙半导体,禁带宽度为1.42 eV.详细讨论了KSi在费米面附近的价带与导带的电子态密度的结构.     

TiO_2电子结构的第一性原理计算

利用基于密度泛函理论的赝势方法对锐钛矿、金红石和萤石结构的TiO2进行模拟,研究了锐钛矿结构、金红石结构和萤石结构TiO2的基本性质参数,包括晶格常数、体弹模量B0和体弹模量对压强的一阶导数B0′。对模型进行结构优化后,应用第一性原理方法比较分析了三种晶型TiO2的电子结构,研究了其能带和态密度的分布情况,得出TiO2的价带主要是由O的2p态贡献的,导带主要是由Ti的3d态贡献的。得到三种晶型的禁带宽度,其中萤石结构的禁带宽度远小于金红石结构和锐钛矿结构,可以预计萤石TiO2光谱的吸收范围扩大,光催化性能会相应有所提高。     

PbS电子结构的第一性原理

基于第一性原理平面波赝势方法,采用广义梯度近似(GGA)和局域密度近似(LDA)等不同的交换关联势,分别计算了闪锌矿(ZnS)结构、面心(NaCl)结构和体心(CsCl)结构PbS的总能,给出了体系平衡时的晶格常数.讨论了不同交换关联势(DECP)对能带结构、态密度(DOS)、分态密度及带隙的影响.3种结构PbS能量的计算结果表明,面心结构PbS较体心结构及闪锌矿结构更稳定.     

用第一性原理研究金属铜的电子结构

基于局域密度泛函理论,采用第一性原理赝势法,首先计算了晶体铜晶格参数,在此基础上计算并分析了铜的电子结构。计算机所得结果与其它计算及实验一致。     

NaSrBO3电子结构的第一性原理研究

采用第一原理的密度泛函理论,计算了NaSrBO3的电子结构,通过分析能带结构图,我们得出物质的带隙宽度为4．24eV,从而证明本物质具有半导体特性．通过分析PDOS图分析出B与O在成键过程中起到主要作用,而B与Na,Sr两元素成键较弱,与实验的结论一致,进一步证明本物质是一种良好的非线性光学材料．     

基于密度泛函理论的第一性原理赝势法

第一性原理计算方法有着半经验方法不可比拟的优势,基于密度泛函理论第一性原理赝势法已经成为现代材料计算和设计的重要基础和核心技术。本文对基于局域密度泛函理论的第一性原理赝势法进行了扼要分析。     

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。     

Ag掺杂对TiO_2性质影响的第一性原理研究

采用Ag原子对锐钛矿型TiO2半导体进行掺杂,利用基于密度泛函理论的第一性原理研究了Ag掺杂TiO2的晶体结构和能带结构.计算表明,Ag掺杂导致TiO2电子局域能级的出现及禁带变窄,从而导致吸收光谱红移.同时对Ag、Cu这两种同族原子进行掺杂比较,结果证明,用Ag原子对锐钛矿型TiO2进行掺杂在提高光催化性能方面效果更好.     

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.     

OⅡ空位对PbTiO3晶体影响的第一性原理研究

在广义梯度近似(GGA)下,利用超软赝势(USP)对理想PbTiO3晶体(以下简称理想晶体)和OⅡ空位PbTiO3晶体(以下简称OⅡ晶体)的电子云重叠布局数、态密度和能带分布等进行自洽计算.结果显示:OⅡ晶体与理想晶体相比能带向低能方向移动,而且在费米面附近O原子的2p轨道和Ti原子的3d轨道存在明显杂化,这种杂化是PbTiO3晶体保持铁电性的主要原因.氧空位使OⅠ空位PbTiO3晶体(以下简称OⅠ晶体)的氧八面体发生畸变[1],但并没有改变OⅡ晶体的结构,说明OⅡ晶体结构更加稳定.     

EuPdGe3磁性与电子结构的第一性原理计算

为了探究EuPdGe3晶体材料的基态性质和磁晶易轴方向,本文采用基于密度泛函理论的VASP软件包计算研究了EuPdGe3材料的磁性与电子结构。计算结果表明EuPdGe3基态磁构型为A型反铁磁,磁晶易轴方向沿c轴方向。通过对EuPdGe3晶体的电子结构和实空间结构分析,得出了Ge2 4p电子态与Eu 4f电子态间的杂化是EuPdGe3晶体磁晶易轴方向沿c轴的原因。     

高压下GaAs的电子结构的从头计算

应用密度泛函理论从头计算了不同压强下半导体GaAs闪锌矿结构的电子结构,得到了各个高压下平衡时晶格常数、总能量、键长和能带结构等性质,并且获得了直接带隙结构向间接带隙结构转化的临界压强为8.65 GPa, 与实验值符合得很好,结合实验值详细地讨论了高压下GaAs的电子结构以及电学性质.     

钛酸铅铁电体电子能带结构的第一性原理研究

采用第一性原理全势线性缀加平面波方法计算了铁电材料PbTiO3（PTo）的顺电相、铁电相的电子结构.计算表明PTO的顺电相是直接带隙,铁电相是间接带隙,对顺电相和铁电相的带隙起主要作用的是Ti的3d态和O的2p态,其大小分别为1.741 eV和1.877 eV.PTO由顺电相到铁电相时,有部分电荷从O转移到Pb和Ti,于是在O与Pb和Ti之间有一个更强的杂化,降低了原子间的短程排斥力,有利于铁电相的稳定.     

First-principles calculations of electronic structure and optical properties of strained Mg<Subscript>2</Subscript>Si

A detailed theoretical study on structural, electronic and optical properties of Mg2Si under the isotropic lattice deformation was performed based on the first-principles pseudopotential method. The results show that the isotropic lattice deformation results in a linear decrease in the energy gap for the direct Γ₁₅–Γ₁ and indirect Γ₁₅–L₁ transitions from 93% to 113%, while the indirect band gap Γ₁₅–X₁ increases from 93% to 104% and then reduces over 104%. When the crystal lattice is 93% compressed and 113% stretched, the magnesium silicide is a zero-gap semiconductor. Furthermore, the isotropic lattice deformation makes the dielectric function shift and the static dielectric constant change.     

Pu2O3晶体结构、弹性和电子性质的 密度泛函理论研究

采用基于密度泛函理论的全势能线性缀加平面波方法(FLAPW),在局域自旋密度近似(LSDA:local spin density approximation)和广义梯度近似(GGA:generalized gradient approximation)及LSDA/GGA+U下,系统研究了强关联5f电子体系Pu_2O_3的晶体结构,弹性参数,电子态密度和电荷密度.优化计算结果表明,LSDA+U的晶格参数a0和c/a与实验值吻合最好,同时也在不同的近似下计算了Pu_2O_3的弹性参数.与此同时,LSDA/GGA+U计算的态密度在费米能级处分别出现约1.8和2.2eV能隙,而LSDA/GGA的计算结果在费米能级处并无能隙,所以对Pu_2O_3的Pu-5f加U能使体系从导体转变为绝缘体,这与实验测定Pu_2O_3是绝缘性很好吻合.此外,电荷密度计算结果表明,与LSDA相比,LSDA+U计算的Pu-O间电荷密度增加且有明显的成键特征.     

铕掺杂氧化钇的密度泛函第一性原理研究

基于第一性原理密度泛函,开展了氧化钇(Y_2O_3)的晶体结构和电子性质的计算研究,对比实验结果验证了计算方法的可行性.通过超元胞模型的密度泛函计算,探究了氧化钇主要本征点缺陷和不同格点阳离子铕(Eu)取代掺杂的形成能.结果表明,富氧条件有利于Eu杂质原子掺入氧化钇晶格,低费米能条件下,Eu原子易于取代周围6个O原子具有中心反演对称性的钇原子;在高费米能条件下,杂质原子对两种格点钇原子取代几率相等.本研究对于提升Eu掺杂氧化钇的发光效率具有一定的指导意义.     

载流子的有效质量研究酞菁钴的传输特性(英文)

酞菁钴由于在无机/有机二极管中表现出的诸多显著的特点而受到关注.为了更好的理解其内部的载流子传输的微观机制,利用密度泛函理论,采用广义梯度近似,关联函数选择Becke exchange plus Lee-Yang-Parr(BLYP)计算了其能带结构.并由其能带结构计算了电子和空穴的有效质量,得到电子的迁移率是空穴的两倍多.从而说明与其他很多的有机材料相比,酞菁钴电子的传输是占主导的有机材料.     

高压下MgB2的电子结构的第一性原理计算

我们利用基于密度泛函理论框架下的广义梯度近似,结合全势(线性)缀加平面波方法,研究了高压下MgB2的电子结构,得到了几种压强下MgB2的电子能带结构.发现在Г点б带和π带随着压强的增大逐渐靠拢;体积的减小使价带带宽增大,而c/a的减小对这一变化没有贡献.