Mg2Sn的Li嵌入形成能的从头计算

Mg2Sn是近来很受重视的锂电池负极材料．使用基于混合基表示的第一原理赝势法，计算了Mg2Sn的各种锂嵌入情况时的形成能以及相应的电子结构．讨论了锂嵌入时的体积变化、能带结构、电子态密度以及电荷分布等性质．计算表明，锂嵌入到主体材料的间隙位置时平均每个锂原子的形成能都大致在2．2eV．     

晶体结构预测的新方法和典型应用

物质的微观结构直接或间接决定了材料的几乎所有物理和化学性质.这也是后续材料设计的重要基础.近年来,随着多种晶体结构预测方法的发展和改进,仅根据化学组分就从理论上确定物质结构的研究已经取得了长足进步.本文概述了当前主流的晶体结构理论预测方法,并对基于自适应遗传算法(AGA)以及利用"结构单元(Motifs)"(XMsearch)的新型结构预测方法做了重点介绍.近年来,基于不同算法的AGA,XMsearch等程序包得到了开发与完善,只需给定化学组分和压力等条件,便能对材料的稳态、亚稳态结构进行预测研究.目前,这些新工具已在高压材料、电池材料、磁性材料、界面材料等凝聚态物质结构研究中得到了广泛应用.     

定量分析功率器件GAT的栅屏蔽效应

建立了 Ｇ Ａ Ｔ 器件集电结耗尽层电位分布和电场分布的二维解析模型,定量研究了 Ｇ Ａ Ｔ 的栅屏蔽效应的解析表达式并借助计算机对栅屏蔽效应给以证实．该模型可供优化设计双极型高频、高压、低饱和压降功率器件参考．     

锂离子电池负极材料Li2MgSi的Li脱嵌性质研究

使用基于平面波展开的第一原理赝势法,研究了锂离子电池负极材料Li2MgSi在各种脱锂量下的锂脱嵌形成能、相应的体积变化、能带结构、电子态密度以及电荷密度分布.计算结果表明:脱锂量越大需要的能量越大,随脱锂量的变化,平均一个锂的脱嵌形成能在-1.21～-1.61 eV之间.脱锂过程中,体积先膨胀后收缩,整个过程中体积变化很大,是导致材料循环性能较差的重要原因.在脱锂过程中材料显示了由半导体性到金属性又到半导体性的特征.     

单层二硫化钼光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了单层和体材料二硫化钼(MoS2)的电子能带结构及光学性质.在能带结构计算的基础上,计算了单层和体材料MoS2的介电函数虚部及实部,并导出了单层MoS2的能量损失谱、吸收系数、反射率、折射率和消光系数等.同时给出了体材料及单层MoS2介电函数图像中各峰值与对应的能带带间跃迁之间的关系.所得结果与实验结果及现有的理论结果相符合.     

简单金属小团簇Aln（n=2～7）的磁性

使用自旋极化的密度泛函理论下的第一原理方法,对简单金属铝的小团簇Aln(n=2～7)的结构特性和磁性进行了理论计算.结果表明:团簇的结合能随着团簇中原子数的增加而增大;虽然Al是简单金属,但是其小团簇Aln(n=2～7)具有磁性,磁矩在1 μB和2 μB间变化;通过能级图分析了Aln团簇磁矩的变化规律.此外,还分析了Aln团簇的磁矩、结合能、能量的一阶和二阶差分随原子数n的变化,讨论了最稳定团簇Al5的电子结构和电荷密度.     

W原子薄片磁性的第一原理计算

应用基于密度泛函理论的第一原理方法,对单原子层的W原子薄片的磁性进行了计算.结果表明:稳定的W原子单层没有磁性,但是在晶格被拉伸的情况下会出现磁性.晶格被拉伸时,反铁磁结构比铁磁结构更早出现磁性,正方结构比斜方结构更快出现磁性.不管是铁磁,反铁磁的平面结构,平面近六角结构最为稳定;反铁磁结构比铁磁结构更加稳定.     

基于第一原理的Li嵌入路径的计算机模拟

为了研究锂离子电池负极材料InSb的Li嵌入过程,使用基于密度泛函理论的第一原理赝势法,计算了Li离子电池非碳类负极材料InSb在Li嵌入时的125相不同情况下的总能、平衡体积和各相间转换的Li嵌入形成能及相对体积变化等,进而参考电压轮廓实验曲线,筛选出了中间经历两相的最可能的反应路径为Li In4Sb4→Li1In4Sb4,2Li Li1In4Sb4→Li3In4Sb4,9Li Li3In4Sb4→Li12 Sb4 4In;中间经历三相的最可能的反应路径为Li In4Sb4→Li1In4Sb4,2Li Li1In4Sb4→Li3In4Sb4,4Li Li3In4Sb4→Li7In3Sb4 In,5Li Li7In3Sb4→Li12Sb4 3In.计算了Li3Sb的晶格常数、总能等,讨论了其能带结构和电子态密度等性质.结果表明:随着Li嵌入到InSb中并生成Li3Sb,其体积略有膨胀,材料发生了由半导体性到金属性又到半导体性的转变.     

金属铝中Si点缺陷的第一原理研究

点缺陷是固体中最简单的一种缺陷,然而固体的许多物理和机械性质都敏感于点缺陷的存在。另外,固体中的其他各种对材料性质起决定作用的缺陷,如线缺陷、面缺陷和空洞等都受到与点缺陷的相互作用的影响。因此,详细地研究点缺陷的性质对理解材料的微观和宏观性质都有重要作用。由于金属铝及其合金在航空航天和电子工业上的重要性,对铝及其合金的研究受到了很大的重视。硅是铝中最重要的杂质缺陷之一。铝-硅合金也是最重要的商业化合金之一(当加入0.01％(重量分数)Na时)。这种合金的微结构和机械性质在少量外来原子加入后得到了很大的改善。     

NiCu多层膜的电子结构及其磁性

用自旋极化的ＬＭＴＯ超元胞方法计算了ＮｉＣｕ多层膜的电子结构，通过对ＮｉＣｕ多层膜的每一层的态密度的分析，表明Ｎｉ的磁性随层数变化而明显变化。