氟化度及单轴应力对氟化石墨烯结构稳定性和能带的影响

采用基于密度泛函数理论的第一性原理,通过计算研究了四种(Chair、Zigzag、Boat、Armchair)双面全氟化石墨烯(N_C∶N_F=1∶1)构型,发现Chair型氟化后的石墨烯构型最稳定。在此基础上,系统研究了以Chair形式氟化时不同氟化度和单轴应力对氟化石墨烯结构稳定性与能带的影响.计算结果表明:氟化度越高氟化石墨烯结构越稳定,且双面氟化石墨烯较单面氟化更稳定。对构造的全氟化石墨烯体系沿X方向施加压(拉)应变时,石墨烯体系的起伏高度随单轴应变的增加而减小,导带底和价带顶均发生微小移动、带隙逐渐减小,带隙在轴向压应力作用下减小得更快.     

氧离子导体β-La2Mo2O9结构性质的第一性原理研究

采用第一性原理方法研究了β-La2Mo2O9结构性质.研究发现结构中Mo和周围的O形成MoO4或MoO5两种形式的多面体，La则形成LaO8和LaO7多面体.O(1)、O(2)、O(3)三种氧位置的占有率分别为100％、91.7％和25％，与实验相符.对Mo-O(1)键长分析表明，在MoO4和MoO5两种多面体中Mo-O(1)键长劈裂成两种键长形式.所有结构组态可通过P213空间群的相应操作而互相转换，显示结构具有P213空间群的对称性.模拟结果可能是β-La2Mo2O9结构在空间的局域或者本征极小结构.     

Ta-C化合物物理性质的第一性原理研究

【目的】难熔金属碳化物具有优异的物理化学性能,可在众多领域中广泛使用。【方法】利用基于密度泛函的第一性原理方法对Ta-C二元体系中的TaC、Ta_2C、Ta_4C_33个金属间化合物的热力学、力学性质以及电子结构进行计算研究。【结果】本研究晶格常数计算值和实验值一致,形成焓以及弹性常数计算值和其他理论值吻合。弹性模量计算值表明TaC具有最高的体积模量、剪切模量和杨氏模量,也即其脆性最大;而Ta_2C各个模量最小,其延展性最大。电子结构和电荷密度差显示Ta的d态电子和C的p态电子有杂化的现象,并且Ta-C之间呈现离子键特征。利用德拜模型得到了3个化合物在高温高压下的热物理性质,随着温度的增加,体积模量减小,而热容以及热膨胀系数增大,其中热容在1 000K以上变化越来越小,最后接近杜隆-珀蒂极限值。随着压强的增加,体积模量增大,而热容和热膨胀系数减小。【结论】在3个化合物中,TaC的强度最高,脆性最大,而Ta_2C的强度最低,延展性最好。     

First-principles investigation of the alloying effect of Ta and W on γ -TiAl

The alloying effect of the refractory elements Ta and W on the electronic structure of y-T\A\ is investigated by using the first-principles discrete variational method within the framework of density functional theory. The impurity formation energy result indicates that Ta and W can stay steadily in the TiAl system by way of substitution. The Mulliken population, density of states and charge density difference results show that Ta and W both give rise to the strong interaction between themselves and the neighboring host atoms. The alloying effect of the two elements onγ-TiAl is the same.     

Cr掺杂闪锌矿AlP半导体的电子结构及磁性研究

在共轭梯度近似（GGA）下，采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法，对Cr掺杂闪锌矿AlP半导体的基态电子结构和磁性进行研究．结果发现，Al0.5Cr0.5P体系具有显著的半金属特征，晶胞总磁矩为3μB／Cr．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。     

铁的相变和热力学性质的第一性原理计算

铁在高温高压下的结构和物理性质对于其在工程技术方面的应用有着非常重要的意义.采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法,研究了铁从bcc结构到hcp结构的马氏体相变,并利用准谐德拜模型获得了铁的bcc结构和hcp结构的热力学性质.结果发现:零温下,铁从bcc结构到hcp结构的相变压强为13 GPa,与实验及其他理论符合得很好...     

Micro-alloying of yttrium in Zr-based bulk metallic glasses

ZnO/Ag/Glass films were prepared by a DC magnetron sputtering system,which exhibit both excellent properties of high conductivity and high transparency.Moreover,an enhancement of transmission of ZnO films was observed after brought into contact to a silver layer,but the understanding of experimental findings for the enhancement of transmission was insufficient.Therefore,the first-principles simulations of electrical and optical properties were utilized using the density functional theory with local-densi...     

一价组胺阳离子结构和性质的计算化学研究

应用第一原理电子结构方法计算了侧链质子化的一价组胺阳离子的各种可能的构象,并且根据所计算的相对吉布斯自由能得到气相和溶液中的最稳定构象.所有的计算结果都表明,无论在气相还是溶液中,g3H构象的相对自由能都是最低,也就是说无论在气相还是溶液中g3H都是最稳定的构象,只不过由于溶剂化作用在水溶液中各个构象之间的自由能差减小,并影响了各个构象在气相和溶液中的相对比率.所得到的这些结构信息对将来计算组胺和各种生物大分子之间的相互作用具有很好的参考价值.     

LaB6 电子结构及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的分子动力学方法系统地计算了温度为313 K时laB₆基态的电子结构、态密度和光学性质. 能带结构分析表明laB₆ 属于导体, 其价带主要由B 的2p 态电子构成, 导带主要由La 的 5d, 6s 态电子构成, 静态介电常数ε₁(0)=213.7, 折射率n(0)=14.803, 吸收系数在可见光范围内最小波谷为21585 cm^?1; 并利用计算的能带结构和态密度分析了laB₆ 的介电函数实部和虚部以及由它们派生出来的光学常数, 即折射率、反射谱、吸收谱、光电导率和能量损失函数等; 其理论透光率的计算得出, 在紫外和近红外透光率几乎为零的情况下, 对可见光仍有很高的透光率, 呈“吊铃型”. 研究结果为laB₆ 在窗用隔热材料方面的应用提供了理论依据.     

The roles of π electrons in the electronic structures and optical properties of graphyne

The electronic structures and optical properties of graphyne consisting of sp-and sp 2-hybridized carbon atoms are studied using first-principles calculations.A tight-binding model of the 2p z orbitals are proposed to describe the electronic bands near the Fermi level.The results show that the natural band gap of graphyne originates from the inhomogeneous bindings between differently-hybridized carbon atoms.The interlayer interactions of bulk graphyne narrow the band gap to 0.16 eV and result in redshift of the optical spectral peaks as compared to single-layered graphyne.