L12型铝合金的结构、弹性和电子性质的第一性原理研究

运用第一性原理方法研究了L1₂型铝合金相Al₃Sc和Al₃Zr的晶体结构、电子结构和弹性.结合能和形成能的计算表明,两种合金具有较强的合金化能力,且Al₃Zr较Al₃Sc具有更强的结构稳定性.电子结构分析表明,费米能级以下较多的价电子数决定了Al₃Zr具有较强的结构稳定性.计算并分析比较了两种合金相的单晶弹性常数（C₁₁,C₁₂和C₄₄）以及多晶弹性模量（体弹性模量B、剪切模量G、杨氏模量Y、泊松比ν和各向异性因子A）.通过对比实验和其他理论计算结果,进一步分析和解释了两种合金相的力学性质. 关键词： 铝合金 第一性原理 结构和电子性质 弹性     

CeO2热力学性质的第一原理研究

使用第一性原理方法结合准谐德拜模型研究压力0~30 GPa,温度0~2 000 K,二氧化铈立方结构的热力学性质,包括常压下平衡体积V、体弹模量B₀、热容c_p和熵S随温度的变化以及不同压强下热容c_p、熵S、德拜温度Θ,体膨胀系数α与温度的关系.常压下计算的热容c_p和熵S随温度的变化与实验数据符合很好.     

第一性原理计算MgB2薄膜拉伸对超导电性的影响

应用全势线性响应线性糕模轨道方法计算MgB₂的电子能带结构、声子谱及电声子耦合常数,并讨论MgB₂的超导电性.通过比较MgB₂薄膜双轴拉伸前后超导电性的变化可以看出，随着a轴晶格常数增大和c轴晶格常数减小,声子谱中硼的E_2g声子频率显著下降，使得电声子耦合强度λ和声子对数平均频率ω_ln增强,提高了MgB₂薄 关键词： 超导电性 能带结构 声子频率 电声子耦合     

MRCI+Q理论研究SiSe分子X1Σ+和A1Π电子态的光谱常数和分子常数

采用Davidson修正的内收缩多参考组态相互作用方法(MRCI+Q)及相关一致基aug-cc-pV5Z和aug-cc-pVQZ分别计算了SiSe分子X¹Σ⁺和A¹Π电子态的势能曲线. 为提高势能曲线的计算精度, 利用两点总能量外推公式, 将两个电子态的势能曲线外推至完全基组极限, 并对其进行了标量相对论修正, 相对论效应是在cc-pV5Z基组水平下使用三级Douglas-Kroll-Hess哈密顿算符计算的. 利用MRCI+Q/Q5+DK理论水平的势能曲线获得了这两个态的光谱常数(T_e, D_e, R_e, ω_e, ω_ex_e, ω_ey_e, B_e和α_e)和J=0时前30个振动态的B_υ和D_υ等分子常数. 其值与已有的实验结果非常一致. 本文得到的光谱常数和分子常数达到了很高精度, 能为进一步的光谱实验和理论研究提供可靠参考. 关键词： 势能曲线 基组外推和标量相对论修正 光谱常数 分子常数     

ZrV2结构、弹性和热力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平面波赝势方法研究ZrV₂的晶体结构和弹性,利用准谐Debye模型计算在不同温度(T=0~1200 K)和不同压强(P=0~20 GPa)下ZrV₂的热力学性质,包括弹性模量与压强,热熔与温度,以及热膨胀系数与温度和压力的关系.结果表明:计算的ZrV₂晶格常数与实验值符合较好,晶体材料的弹性常数随着压力增加而增加;在一定温度下,相对体积、热熔随着压强的增加而减小,德拜温度、弹性模量随着压强的增加而增加,且高压下温度对ZrV₂热膨胀系数的影响小于压强的影响.     

非中心对称超导体Mg10±δIr19B16?δ的超导电性研究

Mg_10±δIr₁₉B_16δ是具有非中心对称性的超导材料. 通过对两种组分的样品Mg_9.3Ir₁₉B_16.7和Mg₁₁Ir₁₉B₁₅的比热测量, 得到了这类超导体的超导态和正常态的特征参数：包括转变温度T_C, 正常态态密度N(E_F), 德拜温度Θ_D, 上临界场H_C2等. 并由此求出Ginzburg-London相干长度ξ_GL, 穿透深度λ_GL, 下临界场H_C1和热力学临界场H_C. 这些参数因化学组分不同而变化. 高的N(E_F)和Θ_D对应高的T_C, 因此也具有较高的H_C2. 另外比热跃变ΔC/γ_nT_C=1.66 和电声子耦合常数λ=0.58不随化学组分变化, 表明此超导体是中等强度耦合的第二类超导体. 关键词： 非中心对称超导体 比热     

AlC分子 X4∑-和B4∑-电子态的光谱性质

采用Davidson修正的内收缩多参考组态相互作用方法(MRCI+Q) 结合Dunning等的相关一致基aug-cc-pVnZ (n=D,T,Q,5,6) 计算了AlC分子X⁴∑^-和B⁴∑^-态的势能曲线, 并利用总能量外推公式将这两个态的总能量分别外推至完全基组极限. 对势能曲线进行核价相关修正及相对论修正, 并详细讨论了基组、核价相关和相对论修正 等对X⁴∑^-和B⁴∑^-电子态的能量和光谱常数的影响. 拟合核价相关及相对论效应修正的外推势能曲线, 得到了AlC分子X⁴∑^- 和B⁴∑^-电子态的主要光谱常数T_e, R_e, ω_e, ω_ex_e, ω_ey_e, B_e和α_e. 它们与实验结果符合较好. 求解双原子分子核运动的径向Schrödinger方程, 找到了无转动的AlC分子两个电子态的全部振动态. 针对每一振动态, 还分别计算了其相应的振动能级和惯性转动常数等分子常数. 它们与已有的实验结果一致. 关键词： 光谱常数 分子常数 核价相关修正 相对论修正     

用代数方法精确研究HF分子B1Σ的振转能谱

基于代数方法(algebraic method)可以获得双原子分子的包含最高振动能级在内的所有高阶振动能级的精确数值这一事实,又提出了一种新的代数方法(algebraic method 2)来精确研究双原子分子电子态的振转能谱和转动常数. 以HF分子的B¹Σ电子态为例,应用algebraic method 2方法研究了该电子态的振动量子数从ν=0到ν=10的所有振转能谱,获得了与实验值符合得非常好的理论结果. 关键词： 代数方法 双原子分子 振转能级     

基态O和D原子的低能弹性碰撞及OD（X2Π）自由基的准确解析势与分子常数

利用CCSD（T）理论及相关一致五重基aug-cc-pV5Z构建了OD（X²Π）自由基的相互作用势, 计算了这个自由基的光谱常数D₀, D_e, R_e, ω_e, ω_eχe及B_e, 其值分别为44574,46225?eV,009702 nm, 2724923,453534和100096 cm^-1, 均与实验结果相符很好. 利用这一相互作用势, 在绝热近似下通过数值求解双原子分子核运动的径向薛定谔方程, 找到了J=0时OD（X²Π）自由基存在的全部23个振动态, 完整地求出了每一振动态的振动能级、振动经典转折点、惯性转动常数和离心畸变常数, 其值与实验结果相当一致. 在10×10^-11—10×10^-3a.u.的能量范围内研究了基态O和D原子沿OD（X²Π）势能曲线的弹性碰撞, 计算了这一碰撞的总截面和各分波截面, 分析了各分波截面对总截面的不同贡献. 结果表明: 总截面的形状主要由s分波截面决定, 尽管直到l = 12的其他分波截面均有形状共振存在, 但由于其强度较弱, 大都湮没在较强的s分波截面中. 关键词： 弹性碰撞 总截面 形状共振 光谱常数     

Mg2Sn电子结构及热力学性质的第一性原理计算

采用基于第一性原理的赝势平面波方法系统地计算了Mg₂Sn基态的电子结构、弹性常数和热力学性质.计算结果表明Mg₂Sn的禁带宽度为0.1198eV.运用线性响应方法确定了声子色散关系和态密度,得出Mg₂Sn的热力学性质如等容比热和德拜温度.计算Mg₂Sn的热导率并与实验数据相比较. 关键词： 第一性原理 电子结构 弹性常数 热力学性质     

高压下CaPo弹性性质和热力学性质的第一性原理研究

利用密度泛函理论的平面波赝势方法预测研究了CaPo从岩盐结构(B1结构)到氯化铯结构(B2结构)的相变以及B1结构CaPo高压下的弹性性质以及热力学性质等.通过等焓原理发现B1→B2的相变压力为22.8GPa. 同时计算了B1结构CaPo高压下的弹性常数以及剪切模量、杨氏模量等相关弹性参数,结果发现当压力超过20GPa时,B1结构CaPo开始不稳定了,这和等焓原理所得结果相符合. 最后通过Debye模型成功获取了B1结构C 关键词： 相变 弹性性质 热力学性质 CaPo     

Al的微观组态与LaNi3.75Al1.25的结构和弹性第一性原理研究

在全电子水平上，采用广义梯度近似密度泛函理论和全势能线性缀加平面波方法并结合二维立方拟合方法，对LaNi_3.75Al_1.25合金的晶体结构与弹性性质进行了理论研究.计算结果给出合金的晶格常数a=b=0.5137　nm，c=0.4018　nm，Al原子在晶胞中的微观分布为同时占据部分3g和2c等价格位，弹性常数C₁₁+C₁₂=281.2，C₁₃=82.3，C₃₃=227.3，以及体弹性模量B＝124.5、切变模量G＝68.2　GPa.还对态密度、能带结构和电荷密度进行了计算分析，并给出材料LaNi_3.75Al_1.25的电子线性比热系数23.45　mJ/molK². 关键词： 3.75Al_1.25')" href="#">LaNi_3.75Al_1.25 储氢合金 全势能线性缀加平面波 弹性常数     

H掺杂α-Fe2O3的第一性原理研究

α-Fe₂O₃是一种重要的磁性半导体材料, 在电子器件中应用广泛, 具有重要的研究意义. 本文基于密度泛函理论, 采用GGA+U方法, 应用第一性原理对间隙H掺杂前后的六方相α-Fe₂O₃的晶格常数、态密度、Bader 电荷分布进行了计算分析. 研究了U值对结果的影响, 发现U=6 eV时, 体相α-Fe₂O₃的晶胞平衡体积、Fe原子磁矩、带隙值与实验值最符合. 在选取合适U值后, 第一性原理计算结果表明, H掺杂后, 间隙H部分被氧化, 其最近邻的Fe 和O部分被还原, H和O有一定程度的成键. 在费米面附近, 出现了新的杂化能级, 杂化能级扩展了价带顶的宽度, 同时导带底下移, 引起带隙减小, 表明H掺杂是一种有效的能带结构调控方法.     

BP+基态和激发态的势能曲线和光谱性质的研究

本文利用量子化学中的多参考组态相互作用方法(MRCI), 在aug-cc-pVQZ级别计算了在环境科学中具有重要作用的离子BP⁺. 得到了对应三个离解极限B⁺(¹S_g)+P(⁴S_u), B⁺(¹S_g)+P(²D_u)以及B⁺(¹S_g)+P(²P_u)的6个Λ-S态势能曲线. 在计算中还考虑了Davidson修正(+Q)和标量相对论效应, 用以提高计算精度. 通过分析Λ-S态的电子结构, 确认了电子态的多组态特性. 计算中首次纳入了旋轨耦合效应, 获得了由BP⁺离子的6个Λ-S态分裂出的10个Ω 态的势能曲线. 计算得到的势能曲线表明相同对称性的Ω 态的势能曲线存在着明显的避免交叉. 在得到的Λ-S态和Ω 态的势能曲线的基础上, 运用LEVEL8.0程序通过求解核径向的Schrödinger 方程, 得到了相应的Λ-S态和Ω 态的光谱常数T_e, R_e, ω_e, ω_eχ_e, B_e和D_e, 其中基态X⁴∑^-的光谱常数与已有的理论值符合的非常好, 文中其他电子态的光谱常数均为首次报道. 关键词： 多参考组态相互作用方法(MRCI) 势能曲线 光谱常数 旋轨耦合效应     

Heusler合金Mn2NiGe磁性形状记忆效应的第一性原理预测

运用基于密度泛函理论的第一性原理,对Hg₂CuTi型Mn₂NiGe的四方变形、晶体结构、磁性、电子结构、压力响应等进行了计算.计算结果表明: 1)在由立方结构至四方结构的转变中,在c/a约为1.34处存在一个稳定的马氏体相;2)在奥氏体态和马氏体态下,Mn原子均是Mn₂NiGe总磁矩的主要贡献者,但Mn(A),Mn(B)原子磁矩的值不等且呈反平行耦合,因而Mn₂N 关键词： 第一性原理 磁性形状记忆 四方变形 马氏体相变     

Sn的分析型键级势

基于类似于Tersoff-Brenner模型的键级势架构, 从Sn的5种几何构型的基本物性第一性原理计算结果和实验结果出发, 通过Levenberg-Marquardt方法建立了Sn的分析型键级势.利用得到的相互作用势和分子动力学方法, 计算了Sn的β 相和体心四方晶体相的晶体结构、结合能、键距、键能以及体变模量, 并进而计算了Sn的α 和β 相的自由能、内能和熵随温度的变化.结果表明, β 相和体心四方晶体相的基本物性以及α↔β 相变温度计算结果与实验值符合良好, 建立的分析型键级势可用于Sn基钎料合金性质的大尺度分子动力学模拟. 关键词： 原子间相互作用势 Sn 分子动力学 第一性原理     

具有时滞反馈的非对称双稳系统中的振动共振研究

研究了具有时滞反馈的非对称双稳系统中的振动共振现象. 在绝热近似条件下, 应用快慢变量分离法得到系统响应振幅的解析表达式Q, 分析了时滞参数α和不对称参数r对振动共振现象的影响. 结果表明: 在Q-α平台上, α可以诱导响应幅值的极大值以输入高频信号和低频信号的周期出现. 不对称参数并不影响共振发生的位置, 但是能够增强响应幅值. 在Q-B (B为高频信号振幅)平台上, 共振发生的位置B_VR随着α呈现两种不同的周期关系, 且周期分别为输入高频信号和低频信号的周期. 在Q-Ω (Ω高频信号频率)平台上, 随着时滞参数的增大, 当B较小时, 在Ω的小值区间内, Q呈现出多重共振现象, 在Ω的大值区间, Q趋于定值.     

AlAs相变及热动力学性质的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的全势能线性糕模轨函法研究了闪锌矿（B3）,NiAs（B8）和岩盐（B1）结构的AlAs的相变、结构性质以及热动力学性质.对B3-B8和B3-B1结构的能量体积曲线做公切线,得到了B3→B8相变压力为5.44 GPa,并预测到B3→B1相变压力为6.46 GPa.同时计算了高压下B8相的结构性质,结果显示当V/V₀≈0.7—1.05时,c/a基本保持恒定（仅有约 0.2%的波动）;当V/V₀≈0.4—0.7,c/a随着V/V₀的减小而近似线性地增大.通过状态方程拟合,得到了AlAs的相对体积V/V₀与压强P的函数关系,B8相的状态方程与实验结果符合很好.最后利用准谐德拜模型得到了AlAs的体弹模量B随压力P的变化关系以及不同压强下热容C_V与温度T的关系. 关键词： 相变 热力学性质 第一性原理     

PS自由基X2Π态的势能曲线和光谱性质

采用Davidson修正的内收缩多参考组态相互作用方法(icMRCI+Q) 结合Dunning等的相关一致基计算了PS自由基X²Π 态势能曲线. 利用三阶Douglas-Kroll Hamilton近似结合cc-pV5Z相对论收缩基进行了相对论修正计算. 利用aug-cc-pCV5Z基组对势能曲线进行了核价相关修正计算, 并将总能量外推至完全基组极限. 拟合得到了X²Π态的主要光谱常数R_e, ω_e, ω_ex_e, ω_ey_e, B_e, α_e 和D_e, 与实验结果符合较好. 利用Breit-Pauli算符, 研究了旋轨耦合效应对势能曲线的影响, 得到了两条Ω 态的势能曲线. 详细分析了在旋轨耦合计算中, 核电子相关与冻结核近似对电子结构和光谱性质的影响. 在icMRCI+Q/56+DK+CV+SO理论水平上得到了两个Ω 态的主要光谱常数T_e, R_e, ω_e, ω_ex_e, ω_ey_e, B_e 和α_e, 结果与实验结果一致. 在平衡位置处, 本文的X²Π态旋轨耦合能量分裂值为 323.73 cm^-1, 与实验结果321.93 cm^-1较为一致. 通过求解双原子分子核运动的径向Schrödinger方程, 找到了无转动PS自由基X²Π态及其两个Ω 态的全部振动态, 还分别计算了它们相应的振动能级和惯性转动常数等分子常数, 这些结果与已有的实验值一致. 关键词： 势能曲线 光谱常数 分子常数 旋轨耦合     

高压下ErNi2B2C弹性性质、电子结构和热力学性质的第一性原理研究

采用密度泛函理论中的赝势平面波方法研究了高压下超导材料 ErNi₂B₂C 的弹性性质、电子结构和热力学性质.分析表明, 弹性常数、体弹模量、剪切模量、杨氏模量和弹性各向异性因子的外压力效应明显. 电子态密度(DOS)的计算结果显示, 在费米能级(E_F)处的 DOS 峰随外界压强的增大显著降低, 由于 ErNi₂B₂C 相对较高的超导温度(T_c)起因于E_F处的 DOS 峰, 因此推测压强增大可能会降低 ErNi₂B₂C 的 T_c.类似的现象在超导材料 MgB₂和 SrAlSi 中已被发现.此外, 基于准谐德拜模型, 对 ErNi₂B₂C 在高温高压下的热力学性质的研究表明, 在一定范围内, 温度和压强将对其热膨胀系数和热容产生明显的影响. 关键词： 高压 弹性性质 电子结构 热力学性质