武明义
,
孙强
,
贾瑜
,
梁二军
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.07.04
二维材料由于存在“膜效应”,即在垂直于薄膜方向的热涨落,使得沿着二维薄膜面内方向出现反常的负热膨胀现象.这种热效应对薄膜的稳定性及电子性质可产生重要影响.基于第一性原理计算和准谐近似,系统地研究了二维单层石墨烯、h-BN和石墨烯/h-BN异质结构的电子、声子以及热膨胀性质,计算了3种结构不同振动模式的格林奈森参数,讨论了引起这3种结构负热膨胀的振动模式.计算表明,由于垂直薄膜方向的热振动,石墨烯和h-BN在薄膜面内均具有较大的负热膨胀系数;它们形成的异质结构依靠弱的范德瓦尔斯相互作用结合在一起,这种层间弱相互作用对薄膜垂直方向的热振动产生影响,使得形成的异质结构的负膨胀系数介于石墨烯和h-BN之间.通过分析异质结构的振动模式,发现引起面内热收缩的ZA振动模式受到了层间范德瓦尔斯相互作用影响,导致异质结构的负热膨胀系数大于石墨烯而小于h-BN.研究表明,可以在实验中通过范德瓦尔斯相互作用来改变层状结构材料的负热膨胀性质,从而提高薄膜材料结构和电子性质的热稳定性.
关键词:
石墨烯
,
h-BN
,
负热膨胀
,
格林奈森参数
,
范德瓦尔斯相互作用
郭鹏
,
王雪青
,
郭宗标
,
宋有林
,
贾瑜
功能材料
采用基于Stillinger-Weber作用势的分子动力学方法研究了单晶硅预制初裂纹前缘方向分别为[100]、[110]、[111]晶向的裂纹扩展行为.模拟结果表明:低温时裂纹尖端形成新的环状结构,温度逐渐升高后,出现母-子裂纹传播机制,裂纹前缘方向为[111]晶向的初裂纹扩展呈现出明显的取向效应.
关键词:
裂纹扩展
,
分子动力学模拟
,
S-W势
文黎巍
,
周俊敏
,
苗挂帅
,
贾瑜
,
杨仕娥
人工晶体学报
用第一性原理密度泛函理论研究SiH4在Si(001)-(2×1)表面的分裂吸附及吸附后的结构、能量和成键特性,计算了反应物、过渡态及生成物三个状态的能量,吸附能和反应能.计算结果表明:SiH4在Si(001)-(2×1)重构表面吸附的可能反应路径是由于SiH4中Si-H键的拉长和二聚体键的断裂导致的,形成产物Si(001)-(2×1)(SiH3:H);由SiH4分裂的能量势垒0.78 eV说明所推测的反应路径是合理的.
关键词:
第一性原理
,
吸附能
,
结构参数
,
反应机制
李梦
,
沈岩
,
陈卫光
,
孙强
,
贾瑜
材料导报
应用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了不同厚度的镁及镁钯合金自由薄膜的表面性能如表面能、态密度等随薄膜厚度变化而产生的变化.结果表明这种变化表现出量子尺寸效应的调制作用.进一步计算了不同厚度的镁及镁钯合金薄膜表面在单个氢原子吸附状态下的吸附能随薄膜厚度变化而变化的趋势.研究表明吸附能的变化行为与自由表面的表面能、态密度的变化行为一致,也呈现出调制作用.对氢原子的吸附高度和平均键长的进一步计算表明研究结果是可靠的.
关键词:
第一性原理
,
表面能
,
吸附能
,
调制
宋友林
,
李铁盘
,
马建新
,
李金铭
,
刘金海
,
贾瑜
功能材料
用第一性原理的密度泛函理论计算了PbSe(001)表面的几何结构和电子特性.计算结果表明:PbSe(001)表面几层原子出现明显的振荡弛豫现象,但没发生重构,第一、二原子间距减小,第二、三层原子间距增大,同时也发现表面层原子出现褶皱.该表面的直接带隙出现在X点,在导带底和价带顶附近出现4个表面共振态,另外两个表面态分别出现在-4.0eV附近和-11.5eV附近.
关键词:
密度泛函理论
,
表面几何结构
,
表面电子特性
,
PbSe
王晓春
,
贾瑜
,
姚乾凯
,
王飞
,
马健新
,
胡行
金属学报
利用嵌入原子型原子间相互作用势的分子动力学, 计算了金属Al, Cu, Ni位于两个晶带上([001]晶带和[-110]晶带)一系列高Miller指数面的表面能.推广了基于表面结构单元模型的经验公式. 计算结果表明, 利用本文推广的经验公式可根据几个低Miller指数面的表面能估计出高Miller指数面的表面能和表面结构特征. 最密排面的表面能最低; 最密排面(111)和次密排面(110), (100)的表面能分别是表面能值随晶向角度变化曲线上的极小值; 理论模拟结果、公式计算结果和已有的实验数据三者符合得较好.
关键词:
高Miller指数表面
,
surface energy
,
molecular dynamics
丁俊
,
李金铭
,
陈卫光
,
王建军
,
孙强
,
贾瑜
材料导报
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了2～16层Bi(111)薄膜的表面能和功函数,它们展现出量子尺寸效应引起的奇偶振荡.解释这种振荡需要考虑表面投影能带结构,振荡周期与量子阱态在二维布里渊区中高对称点费米能级处的穿越有关,量子阱态穿越费米能级亦引起态密度在费米能级处振荡,预示传导性质的振荡转变.
关键词:
表面能
,
功函数
,
量子阱态
,
量子尺寸效应
王晓春
,
贾瑜
,
姚乾凯
,
王飞
,
马健新
,
胡行
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.06.006
利用嵌入原子型原子间相互作用势的分子动力学,计算了金属Al,Cu,Ni位于两个晶带上([001]晶带和[110]晶带)一系列高Miller指数面的表面能.推广了基于表面结构单元模型的经验公式.计算结果表明,利用本文推广的经验公式可根据几个低Miller指数面的表面能估计出高Miller指数面的表面能和表面结构特征.最密排面的表面能最低;最密排面(111)和次密排面(110),(100)的表面能分别是表面能值随晶向角度θ变化曲线上的极小值;理论模拟结果、公式计算结果和已有的实验数据三者符合得较好.
关键词:
高Miller指数表面
,
表面能
,
分子动力学模拟
