Li3Sn的电子和几何结构:第一原理计算

CuSn化合物在近来的锂电池负极材料研究中引起了相当的重视.使用基于混合基表示的第一原理赝势法,研究了Li插入CuSn完全替代了Cu而且占满所有间隙位置后形成的Li3Sn的电子与几何结构性质.给出了其"结构～能量"关系图,电子能带结构,电子态密度以及电荷密度分布等.     

碱金属掺杂橄榄石型NaFePO_4的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法研究了钠离子电池正极材料橄榄石型NaFePO_4及其碱金属(Li、Na)掺杂体系的结构稳定性、电子结构、充放电过程结构演化及相关电化学性质.计算结果显示,NaFePO_4可掺杂适量Li、Na,且掺杂后结构稳定.脱钠相结构形成能的计算模拟了NaFePO_4及其掺杂体系充电过程中的相变,NaFePO_4在充电过程中存在Na_5/_6FePO_4与Na_2/_3FePO_42个中间相,铁位锂掺杂体系存在Na_3/_4(Li_1/_(12)Fe_(11)/_(12))PO_4、Na_1/_2(Li_1/_(12)Fe_(11)/_(12))PO_4、Na_1/_6(Li_1/_(12)Fe_(11)/_(12))PO_43个稳定中间相,铁位钠掺杂体系存在Na_5/_(12)(Na_1/_(12)Fe_(11)/_(12))PO_4、Na_1/_6(Na_1/_(12)Fe_(11)/_(12))PO_4、Na_(1/12)(Na_(1/12)Fe_(11/12))PO_43个稳定中间相.此外,通过分析电子结构,还发现Li、Na掺杂体系中有部分O~(2-)发生氧化参与电荷补偿,这使得掺杂体系的充电电压略高于未掺杂的NaFePO_4.     

Li3N与Na3P的物理性质的对比研究

Li₃N可作为Li~+电池的固态电解质，Na₃P可作为Na~+电池的负极材料，特别是Li/Na以及N/P分别为同一族的元素，Li₃N和Na₃P的物理性质有很多典型的相同点和不同点，故对比两个材料的物理性质有助于推动Li~+/Na~+电池的研究.采用第一性原理研究了这两种材料的稳定结构、声子谱、弹性常数、电子结构、离子扩散势垒以及缺陷形成能等.计算表明：立方相的c-Li₃N最稳定，而六角相的β-Na₃P能量最低.结合c-(立方相),α-(六角相)和β-(六角相)的Li₃N与Na₃P的声子谱，确定c-Li₃N和c-Na₃P最稳定.弹性常数的计算表明所计算的6种结构都是有机械稳定性的.结果还表明，c-Li₃N和c-Na₃P都是间接带隙的半导体.电荷密度的计算体现了两种材料中不同的键合特点.Li~+/Na~+迁移势垒的计算给出了Li<...     

厦门大学百年校庆物理天文专辑·编者按

1921年,著名爱国华侨领袖陈嘉庚先生创办了厦门大学,并于1923和1927年分别创建了物理学科和天文学科.抗日战争时期,著名物理学家萨本栋先生担任厦门大学校长并兼任物理学系主任,为物理学科以后的发展奠定了重要的基础. 20世纪50年代,厦门大学物理学系的半导体学科走在了全国的前列,和北京大学、复旦大学、南京大学、东北人民大学(现吉林大学)创办了中国第一个五校联合的半导体联合教学专业.     

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.     

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.     

Ⅳ族元素掺杂的α-Fe的第一性原理研究

采用基于自旋极化的密度泛函理论的第一性原理方法,使用超原胞模型对Ⅳ族元素掺杂的α-Fe体系α-Fe:X(X=C,Si,Ge)的电子结构和磁学性质进行了系统研究.计算得到了α-Fe体系掺杂前后的能带结构、电子态密度及电荷密度分布等.对计算结果的分析表明:C、Si元素的替位使原胞的体积有所减小,而Ge的替位则导致原胞体积的增大;C和Ge的替位使得电荷密度分布的方向性增强,预示着C和Ge与周围原子相互作用有比较明显的共价性,而Si的替位却对周围电荷密度的影响很小;掺杂时,各替位原子本身基本上都没有表现出磁性,而各Fe原子都保持有磁性,其磁矩都比纯α-Fe中的Fe原子略大.