熊远鹏
,
吴波
,
王敏
,
周泽友
,
赵春凤
,
吴育锋
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.01.009
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,在广义梯度近似(GGA)框架下,研究了纯净闪锌矿 ZnS-B3和 Na 掺杂 ZnS 后的晶体结构、电子结构和光学性质.详细分析了不同 Na 掺杂浓度对 ZnS的晶格常数、电子态密度和能带结构的影响,讨论了费米能级附近的电子组态对 ZnS 光学性质的影响.结果表明,掺杂 Na 对 ZnS 光学性能有极大的影响,当Na 离子掺杂浓度为6．25％(原子分数)时,表现出较好的综合光学性质；当掺杂浓度为12．5％(原子分数)时,体系有效负电荷离子浓度增加,S3p 态穿过费米能面,引起 S3p 态电子产生跃迁,在低能量红外区域产生新介电峰,引起光吸收,降低了 ZnS 材料的透红外性能.理论预测结果与文献报道的实验结果相吻合.
关键词:
ZnS红外材料
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电子结构
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光学性质
,
第一性原理计算
杜晓明
,
李武会
,
吴二冬
稀有金属材料与工程
采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,对不同Ti含量的MgxTi(1-x)H2(x=0.25,0.5,0.75,0.875)体系的电子结构进行研究,并预测其光学性质.电子态密度计算结果表明:在MgH2中加入Ti原子,使MgTi(1-x)H2体系呈现金属特性,这源于Ti诱导费米能级处电子密度增加和费米能级附近能隙消失.电荷密度分析进一步得到了Ti-H原子间形成比Mg-H原子间更强的共价键的成键本质.光学性质预测结果表明,MgxTi(1-x)H2体系中Ti含量对其可见光能量附近的光学性质存在重要影响,较低Ti含量(如Mg0.875Ti0.125H2)不利于提高其可见光的吸收能力,而较高Ti含量(如Mg0.25Ti0.75H2)则对可见光的反射较高.计算结果为制备具有优良的太阳光吸收能力和光电转化效率的Mg-Ti-H 光电材料提供了理论依据.
关键词:
第一性原理
,
MgxTi(1-x)H2
,
电子结构
,
光学性质
李春萍
,
陈鑫
,
张宝林
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.02.034
采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法,结合广义梯度近似(GGA)研究了Au、N共掺杂纤锌矿ZnO的能带结构、电子态密度,以及复介电函数、光学吸收等光学性质,并与本征ZnO和N掺杂ZnO情况进行了对比.计算结果表明Au、N共掺杂ZnO仍是直接带隙半导体材料,掺杂后ZnO的带隙收缩,价带展宽.在价带顶电子密度分布较N掺杂ZnO情况的局域性减弱,更有利于获得p型ZnO.与未掺杂ZnO相比,介电函数和吸收系数在可见和紫外区域得到显著增强.
关键词:
氧化锌
,
共掺杂
,
第一性原理
,
电子结构
,
光学特性
潘留仙
,
夏庆林
,
叶绍龙
,
丁宁
,
刘自然
中国有色金属学报
doi:10.1016/S1003-6326(11)61305-8
利用基于密度泛函理论(DFT)的广义梯度近似(GGA)研究四方相BiOCuS的电子结构、化学键和弹性性质.能带结构显示,BiOCuS为间接带隙半导体,带隙宽为0.503 eV;态密度和分态密度的结果表明,费米能级附近的态密度主要来自Cu-3d态.布居分析表明,BiOCuS中的化学键具有以离子性为主的混合离子-共价特征.计算得到四方相BiOCuS的晶格参数、体模量、剪切模量和单晶的弹性常数,由此导出弹性模量和泊松比.结果表明,BiOCuS是力学稳定的,且具有一定的延展性.
关键词:
BiOCuS
,
第一性原理
,
电子结构
,
化学键
,
弹性性质
马瑞
,
谢泉
,
黄晋
稀有金属材料与工程
采用基于密度泛函理论的赝势平面波法,研究了Ni、Co、Cr元素对Fe3Si金属问化合物结构稳定性、弹性性能和电子结构.合金形成热和结合能的计算结果显示,Fe3Si-Ni具有最强的合金化形成能力,且结构最稳定.力学常数的计算结果表明,Ni和Cr的加入可提高化合物的塑性和延性,而Co可提高其硬度,其中Fe3Si-Ni的塑性最好,Fe3Si-Co的热稳定性最好.态密度和布居分析的计算结果表明,Fe3Si-Ni结构最稳定且塑性最佳的原因主要在于其体系的Fermi能级最接近于赝能隙的底部,Fe-Ni键布居数最大,合金化后体系的金属性增强最明显.
关键词:
Fe3Si
,
赝势平面波方法
,
合金化
,
结构稳定性
,
力学常数
,
电子结构
段永华
,
孙勇
,
鲁俐
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.24.016
基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理赝势平面波方法,采用广义梯度近似(GGA),计算了立方结构 L12-TiAl3和 L12-Ti (Al,Pt)3及四方结构D022-TiAl3的电子结构与光学性质。计算结果表明L12-TiAl3和D022-TiAl3费米能级附近价带和导带主要是由Ti的3d 和 Al 的3p 轨道贡献,而 L12-Ti(Al, Pt)3费米能级附近价带和导带则主要是由Ti的3 d和Pt的6 s 轨道贡献；同时也计算了 L12-TiAl3、L12-Ti (Al,Pt)3和D022-TiAl3的介电函数、折射率、吸收系数和反射率等。
关键词:
L1 2-Ti (Al,Pt)3
,
第一性原理
,
电子结构
,
光学性质
余志强
,
张昌华
,
李时东
,
廖红华
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140439
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，研究了 C/Ge 掺杂对单壁扶手型硅纳米管电子结构和光电性质的影响。结果表明，本征态和C/Ge掺杂的硅纳米管均属于直接带隙半导体，其价带顶主要由Si-3p态电子构成，而导带底则主要由Si-3p态电子决定。通过C掺杂，可使硅纳米管的禁带宽度减小，静态介电常数增大，吸收光谱产生红移；而通过Ge掺杂，可使硅纳米管的禁带宽度增大，静态介电常数减小，吸收光谱产生蓝移。研究结果为硅纳米管在光电器件方面的应用提供了理论基础。
关键词:
第一性原理
,
硅纳米管
,
电子结构
,
光电性质
吴文鸿
,
李玉新
,
白培康
,
张清
兵器材料科学与工程
采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,计算当x取0.00、0.25、0.50、0.75和1.00时Ti(C1-xNx)材料的结合能、弹性常数及态密度.结果表明:TiN相的结构最稳定;上述5相均为脆性相,且TiC相的塑性最好;5相均具有导电性,C(p)轨道、N(p)轨道价电子与Ti(d)轨道价电子相互作用生成共价键.
关键词:
Ti(C1-xNx)
,
电子结构
,
力学性能
,
第一性原理
王敏娣
,
毋志民
,
胡爱元
,
崔玉亭
,
徐建
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.04.024
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法,结合局域自旋密度近似和 Hubbard U 修正,对不同Co离子自旋态下及Ga掺杂LaCoO3的超晶胞体系进行了几何结构优化,计算并分析了它们的电子结构。结果表明,当Co离子处于低自旋态时,LaCo O 3为非磁绝缘性的绝缘体；当 Co 离子被激发到中间自旋态时,由于强烈的p-d轨道杂化作用,LaCo O 3转变成一个有磁性的半金属体；当Co离子处于高自旋态时,体系呈现金属铁磁性,磁矩由中间自旋态的0．91μB 增大到高自旋态的2．2μB。Ga掺杂后,体系的Co3d态电子和 Ga4p态电子以及 O2p 态电子在费米能级附近发生p-d轨道杂化,引入杂质带,形成受主能级,使体系的导电能力增强,体系呈现半金属铁磁性,其净磁矩为4．01μB。
关键词:
Ga掺杂LaCoO3
,
Co3+自旋态
,
电子结构
,
第一性原理
谭兴毅
,
高雁军
,
陈长乐
,
金克新
稀有金属材料与工程
基于密度泛函理论,从头计算了La以及Nb掺杂BaSnO3的稳定性、电子结构和光学性质.结果表明La以及Nb掺杂BaSnO3体系结构稳定,均为n型导电材料,在可见光区透过率大于80％,且La以及Nb掺杂BaSnO3明显改善了体系的导电性.计算结果为实验制备n型BaSnO3基透明导电材料提供了理论指导.
关键词:
透明导电材料
,
电子结构
,
光学性质
