分子晶体的电子态密度计算与应用

本文把固体物理学中的电子态密度概念推广到分子晶体的电子结构研究。以[C_0(H_2O)_4(NCS)_2]·(18-C-6)分子晶体为例,取合适的原子簇,用CNDO/2方法计算了总态密度、部分态密度和定域态密度等。通过态密度分析,得到了[C_0(H_2O)_4(NCS)_2]·(18-C-6)分子晶体中定域相互作用的信息,并成功地解释了实验结果。表明态密度分析方法是研究分子晶体电子结构的一种有效工具。     

Be掺杂浓度对ZnO带隙和吸收光谱的影响

采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,建立了纯净的和4种不同浓度Be掺杂下的ZnO超晶胞模型,分别对模型的能带结构分布、态密度分布和吸收光谱进行了计算.结果表明:随着Be原子浓度的增加,掺杂体系BexZn1-xO的形成能下降,体系的稳定性增强,同时掺杂体系的带隙变宽,使吸收光谱发生蓝移;计算结果与文献中的实验结果相符.     

Al3Sc态密度的第一原理计算

应用赝势平面波方法,利用第一性原理CASTEP软件,采用超软赝势和广义梯度近似(GGA)计算Al_3Sc的晶格常数及态密度.研究表明,Al_3Sc的成键在费米能附近主要由Al原子的p轨道电子与Sc原子的d轨道电子杂化而成,费米能级以上是由Sc-Sc共价键和Al-Sc杂化键贡献的;费米面处的电子态密度很小,共价键增强,有很好的区域稳定性;在费米能级两侧,Al_3Sc体现很强的共价性.     

不同Mg掺杂位置对ZnO电子结构、态密度和光学性质的影响

通过一性原理计算, 研究了替代位和间隙位Mg掺杂对ZnO电子结构、态密度和光学性质的影响. 结果表明, 替代位Mg掺杂导致ZnO带隙展宽, 而间隙位Mg掺杂ZnO形成n型半导体. 比较了纯ZnO和不同Mg掺杂位置MgZnO体系的分波和总电子态密度, 并解释了相应的电子结构和光学性质的差别. 发现替代位Mg掺杂和纯ZnO体系的光学特性差别较小, 而间隙位Mg掺杂导致ZnO光吸收边蓝移, 折射率减小, 而且在可见到近紫外光区域 (0到4.2 eV), 具有比纯ZnO更好的光透过性.     

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.     

三种六元杂环化合物的吸收光谱的密度泛函理论计算

利用Gaussian98密度泛函理论(DFT)计算程序B3LYP方法,在6-31G(d,p)水平上对三种六元杂环化合物,进行几何构型优化及其振动分析。在此基础上,用单激发组态相互作用(CIS)方法计算了分子轨道组合系数和三种物质的吸收光谱。计算结果表明:三种化合物分子内部HOMO到LU-MO电子跃迁,哒嗪的电子是由杂原子N向C原子转移,而吡嗪和嘧啶电子转移方向刚好相反;计算所得光谱数据与实验结果吻合较好。     

一维点阵的电子态密度

用实空间重整化群方法求得了一维 quasi-periodic Fibonacci 链和 ape-riodic Thue-Morse 链的 Green 函数及态密度的精确解。讨论并比较了二者电子态密度随 V_A/V_B 的变化和自相似性。     

不同稀土元素掺杂钛酸钡能带结构与态密度的计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,研究了几种不同稀土元素La、Sm、Gd、Dy、Ho、Yb、Lu对BaTiO 3掺杂前后的能带结构和态密度,并且进行了分析。计算结果表明：与未进行掺杂的BaTiO 3结构相比,La、Sm、Gd、Dy、Ho、Lu六种掺杂体系费米能级穿过导带区,体系均呈现一定的导电性,而Yb的掺杂体系没有表现出明显的金属性。     

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。     

V,Cr掺杂CdSe铁磁半导体的电子能态密度和半金属性质研究

在共轭梯度近似(GGA)下,采用第一性原理平面波赝势方法,对V和Cr掺杂闪锌矿CdSe半导体的基态电子能态密度和磁性进行了研究.结果表明,掺入磁性过渡金属V和Cr后的CdSe明显具有铁磁性,每个超晶胞的总磁矩为3.0和4.0μB,而且呈现出显著的半金属特征.这对在半导体工业中实现自旋载流子注入具有一定的理论价值.     

钒氮和钒铝共掺杂ZnO电子结构的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的超软赝势法(USPP)并选择GGA-PW91交换关联势对V掺杂、(VN)共掺杂和(VAl)共掺杂ZnO进行了几何结构优化及最稳定结构的电子结构和差分电子密度计算.V掺杂、(VN)共掺杂和(VAl)共掺杂不同程度地影响了ZnO晶格常数,V掺杂ZnO表现铁磁性,(VN)共掺杂对体系铁磁稳定性没有改善作用,而(VAl)共掺杂由于电子载流子在双交换机制中起到了媒介作用使基体的铁磁性更稳定.     

La掺杂ZnO的电子结构和光学性质的第一性原理

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,构建了Zn1-xLaxO（x = 0,0.0625,0.125）三种超胞模型。结构优化后,对La掺杂前后体系的态密度、布居值和光学性质进行计算分析。结果表明,随着La掺杂量的增加,掺杂体系的体积增加,形成能减少,共价性降低,体系稳定性增强。与未掺杂ZnO相比,La掺杂后引起可见光区的吸收边发生蓝移。体系的介电函数虚部和光吸收系数在低能区出现新的峰值。在高能区的吸收峰出现红移且峰值强度减弱。能量损失峰向低能方向移动,掺杂体系的能量损失明显减少。     

ZnO第一性原理计算中两种赝势方法之比较

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,应用两种赝势(US-PP和PAW)对纤锌矿结构ZnO晶体结构参数进行研究,计算发现两种赝势的计算结果对不同的领域各有其特点。本文解释了不同赝势导致的结果差异的原因,并给出了第一性原理计算的若干结果。     

特殊形貌纳米氧化锌的吸波性能研究

纳米ZnO作为一种新型吸波材料受到广泛关注,但对非c轴生长的ZnO纳米结构材料的吸波性能还缺乏系统研究.为了探讨ZnO纳米晶体的形貌对其吸波性能的影响,在熔盐、类离子液体等强极性介质中,合成了枝晶状、片状、锥状等非c轴生长的ZnO纳米结构材料,用XRD、SEM、TEM等对其物相、形貌进行了表征,对不同形貌的ZnO纳米结构材料的电磁性能与吸波性能进行了系统的分析,并与商品ZnO微粉的吸波性能进行了比较.结果表明,ZnO纳米片的吸波效果较好.复合了磁性材料后,ZnO的吸波性能有明显提高.     

CeO2掺杂ZnO薄膜制备和紫外吸收性能

 研究射频磁控溅射技术制备的CeO2掺杂ZnO薄膜的结构及紫外光吸收性能。结果显示,ZnO（002）晶面的晶面间距增大,由于晶格畸变的增加导致薄膜中的内应力也相应增加,随着CeO2掺入量的增加,引起ZnO晶格的进一步松弛,因此ZnO将呈混晶方式生长;由于ZnO的晶粒同时有多个生长方向,因而抑制了ZnO晶粒（002）取向生长度的速度,导致了晶粒尺寸的逐渐降低,薄膜的C轴择优取向性随CeO2含量的升高而降低。CeO2掺杂样品与纯ZnO薄膜的吸收谱的形状没有大的改变,吸收峰形基本一致,掺CeO2使薄膜的紫外吸收显著增强,吸收边明显向短波方向移动,吸收边的斜率有微小提高,吸收峰宽度略微增大,吸收强度增加。     

掺杂对纳米ZnO粉末紫外-可见光吸收性能的影响

采用Fe，Cu，Mg掺杂合成纳米ZnO粉末．透射电镜照片表明：不同掺杂对ZnO形状、粒径和粒径分布影响不大，纳米ZnO和掺杂后的纳米ZnO粒径都在30～80nm之间，统计平均粒径为50nm．通过对不同掺杂的纳米ZnO的紫外-可见光吸收光谱的分析对比发现：掺杂改变了纳米ZnO微粉的吸收波长和透过率，掺杂后的纳米ZnO吸收带有明显的蓝移或红移现象．其中：掺杂Fe对纳米ZnO的影响最大，吸收波长从400nm蓝移到315nm，在315～700nm之间透过率从0．256％渐渐上升到4．872％；掺杂Mg则出现红移．吸收波长从400nm红移到500nm，在500～700nm之间透过率从0．221％上升到3．816％；而掺杂Cu的影响最小，仅有20nm的蓝移，在380～700nm之间，透过率从0．080％仅提高到1．471％．     

不同衬底生长ZnO薄膜的结构与发光特性研究

采用射频磁控溅射方法分别在蓝宝石(Al2O3)(0001)和硅(100)衬底上制备ZnO薄膜．通过X-光衍射测量与分析表明两者都沿C轴方向生长，在Al2O3衬底上的ZnO薄膜结晶质量优于在Si衬底上的薄膜样品．然而，由原子力显微镜观测发现在Al2O3衬底上的薄膜晶粒呈不规则形状，且有孔洞，致密性较差；而在Si衬底上的ZnO薄膜表面呈较规则的三维晶柱，致密性好．光致发光测量表明，不同衬底上生长的ZnO薄膜表现出明显不同的发光行为．     

2-(4-甲苯基)-4-(取代)苯基-1,3,4-哒嗪-5-酮构效关系的T.Kohonen网络研究

本文运用Ｔ．Ｋｏｈｏｎｅｎ自组织人工神经网络建立了杀螨剂２－（４－甲苯基）－４－（取代）苯基－１，３，４－口恶哒嗪－５－酮的杀螨活性与其结构特征参数间的非线性关系．结果表明，该方法识别成功率较高，可望成为研究药物构效关系的有效辅助手段     

ZnO(101-0)面结构的从头计算

基于密度泛函理论(DFT)的第一原理超级原胞模型,计算了ZnO(101-0)非极性表面的结构.计算结果表明,顶层zn原子明显向体内弛豫0.0328nm,第2层zn原子的弛豫远离体材料0.0237 nm,使得它类似于表面原子.顶层O原子的弛豫仅为0.0146nm.导致表面Zn-0二聚体有强烈扭转.扭转角达9.2..计算结果与其他理论计算结论和实验结论吻合的很好.此外,还计算分析了ZnO的态密度.     

纳米ZnO阵列场发射性能研究

目的 为了进一步提高ZnO纳米阵列的场发射性能指标.方法 采用掺杂n型杂质元素Al和衬底预处理的方法生长ZnO纳米阵列,对相应样品的场发射性能进行比较分析.结果 和结论采用Al掺杂和衬底镀Au处理均提高了ZnO纳米阵列场发射的性能,降低了阈值场强.其中衬底镀Au并在此衬底上生长的Al掺杂ZnO纳米阵列开启电场小于0.5 V/μm、阈值电场为4.5 V/μm.