硅纳米结点电子输运性质的计算

运用第一性原理密度泛函理论结合非平衡格林函数方法,对3个Si原子构成的直线链耦合在Au(100)面形成的三明治结构的纳米结点的电子输运进行计算.结果得到结点电导随距离的变化,当d_z=1.584 nm时,结合能最小,结构最稳定,此时Si-Si键长为0.216 nm,Si-Au键长为0.227 nm,电导为0.729 G₀(G₀=2e²/h),其电子传输通道主要由Si原子的p_x、p_y轨道电子构成;随着外电压的增大,结点的电导减小,而其I-V曲线表现出线性特征.     

Au-Si-Au结点电子输运性质的第一性原理计算

采用密度泛函理论和非平衡格林函数相结合的方法对Au(100)-Si-Au(100) 系统左侧对顶位、右侧对空位的纳米结点的电子输运性质进行了理论模拟计算, 结果得到纳米结点的电导随电极距离(d_z)增大而减小. 在d_z =9.72 Å时, 结点的结合能最低, 结构最稳定, 此时电导为1.227G₀ (G₀=2e²/h), 其电子输运通道主要是Si原子的p_x, p_y和 p_z轨道电子形成的最高占居轨道共振峰; 在外偏压下, 电流-电压曲线表现出线性特征; 随着外加正负电压的增大, 电导略有减小, 且表现出不对称性的变化. 关键词： 硅原子 电子输运 密度泛函理论 非平衡格林函数     

(HMgN3)n(n=1–5)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论在B3LYP/6-311G^*水平上对叠氮化合物(HMgN₃)_n(n=1–5)团簇各种可能构型进行了几何优化,预测了各团簇的最稳定结构. 并对最稳定结构的成键特性、电荷分布、振动特性及稳定性进行理论研究. 结果表明:HMgN₃团簇最稳定结构为直线型;(HMgN₃)_n(n=2,5)团簇最稳定结构为叠氮基中N原子和金属原子相连构成Mg–N–Mg结构;(HMgN₃)_n(n=3,4)团簇最稳定结构为叠氮基与Mg原子相互链接形成的环状结构. 团簇最稳定结构中金属Mg原子均显示正电性,H原子均显示负电性,叠氮基中间的N原子显示正电性、两端的N原子显示负电性,且与Mg原子直接作用的N原子负电性更强. Mg–N键和Mg–H键为典型的离子键,叠氮基内N原子之间是共价键. 团簇最稳定结构的红外光谱分为三部分,其最强振动峰均位于2258–2347 cm^-1,振动模式为叠氮基中N–N键的反对称伸缩振动. 叠氮基在团簇和晶体中结构不变,始终以直线型存在. 稳定性分析显示,(HMgN₃)₃团簇相对于其他团簇更为稳定. 关键词： 3)_n(n=1–5)团簇')" href="#">(HMgN₃)_n(n=1–5)团簇 叠氮基 密度泛函理论 结构与性质     

应变层超晶格(InAs)n(InP)n(001)电子结构的LMTO计算

基于Linearized-Muffin-Tin Orbitals(LMTO)能带方法,采用内部求和计入空d轨道的处理,对(InAs)_n(InP)_n(001),(n=1,2,3)应变层超晶格的电子结构进行了第一性原理计算。得出了其能带结构,态密度分布(对n=1)。考察了In4d轨道对能带计算的影响,并采用冻结势方法求出了(InAs)_n(InP)_n(001),(n=1,2,3)的价带边不连续值△E_v。 关键词：     

聚合型硼氢化物(BH3)n(n=1-3)的几何结构与光谱的研究

采用不同方法B3P86,B3LYP,MP2和LSDA,结合Dunning的相关一致基组cc-PVTZ,对聚合型硼氢化物(BH₃)_n(n=1-3)分子的可能几何构型进行优化计算,得出最稳定构型的几何参数、电子结构、振动频率和光谱等性质参数,并给出了最稳定结构的总能量(E_T),结合能(E_BT),平均结合能(E_av),电离势(E_IP),能隙(E_g),费米能级(E_F)等.结果表明:采用密度泛函DFT中的方法B3P86计算的能量最低,结构参数更接近文献值;三种硼氢化物分子基态都为1重态,电子态分别为¹A',¹A和¹A; BH₃分子的最稳定几何构型为平面三角形结构;B₂H₆为对称性乙烯式D_2h立体结构,H-B之间生成氢桥式三中心双电子键;B₃H₉为C_3ν立体结构,也生成氢桥式三中心双电子键,但三个氢桥三中心双电子键彼此隔离.最后分析了三种氢化物的红外和拉曼光谱、平均结合能、电离势、能隙和费米能级等特性,说明(BH₃)_n(n=1-3)三分子中B₂H₆最稳定,H-B桥键键长比端键更长,最强峰红外光谱强度最大. 关键词： 聚合型硼氢化物 几何构型 光谱     

耦合形貌对Si4团簇电子输运影响的第一性原理计算

运用密度泛函理论与非平衡格林函数相结合的方法,对Si₄团簇与Au （100）-3×3两电极以顶位-顶位、顶位-空位、空位-空位三种形貌相连构成的Au-Si₄-Au纳米结点的拉伸过程进行第一性原理模拟,计算不同构型纳米结点在不同距离的电导和结合能.讨论耦合形貌、距离对结点电导的影响,结合能的计算表明三种不同耦合形貌结点存在稳定平衡结构,其平衡电导分别为0.71 G₀、0.96 G₀和2.44 G₀,且在-1.2 V~1.2 V的电压范围内,三种不同耦合形貌结点稳定结构表现出类似金属的导电特性,其I-V关系都近似为直线.计算结果表明Si₄团簇与电极的耦合形貌、两极距离对纳米结点电子输运有重要影响.     

不同组分厚度比的LaMnO3/SrTiO3异质界面电子结构和磁性的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算, 研究了(LaMnO₃)_n/(SrTiO₃)_m(LMO/STO)异质界面的离子弛豫、电子结构和磁性质. 研究表明, 不同组分厚度比及界面类型时, 离子弛豫程度各不相同, 并且界面处的电子性质受此影响较大. 对于n型界面, 当LMO的厚度达到6个单胞层后, 电子会从LMO转移到STO, 转移的电子占据界面层Ti原子的3d电子轨道, 界面处出现二维电子气. 对于n型界面(LMO)_n/(STO)₂, 随着LMO厚度数n的增加, 由离子弛豫造成的结构畸变减小, 而界面处Ti原子周围电子的态密度和自旋极化却增大, 表明高厚度比的n型界面有利于产生高迁移率的二维电子气和自旋极化. 而对于p型(LMO)₂/(STO)₈界面, 在STO一侧基本没有结构畸变, 界面处无电子转移和自旋极化现象. 通过计算平均静电势发现n型和p型界面处的势差大小相差2 eV, 解释了p型界面不容易发生电荷转移的原因.     

GaAs纳米结点电子输运性质的第一性原理计算

运用密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法,对GaAs团簇与两半无限Au(100)-3×3电极以顶位对顶位、顶位对空位、空位对顶位、空位对空位四种不同耦合形貌构成的Au-GaAs-Au纳米结点电子输运性质进行了理论计算.对结点在不同距离下的结构进行了几何优化,模拟了结点拉伸直至断裂的过程.计算结果得到四种构型结点在两极距离分别为1.389 nm,1.145 nm,1.145 nm,0.861 nm时,结构最稳定.对于各稳定结构,Ga-As键长分别为0.222 nm,0.235 nm,0.227 nm,0.235 nm,其平衡电导分别为2.33 G0,1.20 G0,1.90 G0,1.69 G0,结点具有很好的电子输运性质.在-1.2—1.2 V的电压范围内,所有结点的电流-电压都表现出近线性关系.     

Au-Si_(60)-Au分子结电子输运性质的理论计算

运用密度泛函理论对Si60团簇的结构进行几何优化,得到基态结构是一个直径为1.131 nm,平均键长为0.239 nm,分子最低未占据轨道与最高占据轨道能量差即能隙值为0.72 eV,具有C1点群的空心笼状结构.然后把它与两半无限的Au(100)-4×4电极相连构成Au-Si60-Au三明治结构分子结点,运用密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法对其电子输运性质进行了第一性原理计算.当两电极的距离为1.74 nm时,分子结点的平衡电导为1.93G0(G0=2e2/h),然后在-2.0—2.0 V的电压范围内,计算了不同电压下的电导与电流,得到其I-V曲线成近线性关系,从分子前线轨道与透射谱分析了Si60分子的电子输运特性,讨论了电荷转移量与电导之间的关系.     

(Si)n/(Ge)n超晶格几何结构

本文用Keating模型计算了Si_1-xGe_x(x=0—1)作衬底、沿(100)方向生长的(Si)_n/(Ge)_n(n=1—6)应力超晶格的几何结构,并讨论了衬底对超晶格生长的影响,计算结果发现对于(Si)_n/(Ge)_n超晶格,用适当的Si_1-xGe_x作衬底有利于超晶格的生长。 关键词：     

金属-有机骨架[Zn(BDC)(H2O)2]n膜的原位制备及其对硝基苯类有机物的可逆检测

采用水热法,将锌片与对苯二甲酸(H2BDC)反应原位合成[Zn(BDC)(H2O)2]n薄膜.利用XRD和SEM分别对薄膜的结构、形貌和尺寸等进行了表征.结果表明,薄膜是由一维链状结构的金属-有机骨架材料纳米晶构成的,随着水热时间的增加,薄膜中的[Zn(BDC)(H2O)3]n纳米晶晶粒尺寸逐渐减小.该薄膜在紫外光的激...     

Si4团簇电子输运性质的第一性原理计算

采用密度泛函理论和非平衡格林函数相结合的方法对Si₄ 团簇与Au(100)电极空位相连的纳米结点的电子输运性质进行了理论模拟计算, 得到了纳米结点在不同距离下的几何结构、电子结构、电导、透射谱、电荷转移量; 讨论了当距离d_z=12.004 Å时纳米结点的电导、电流随电压的变化关系. 关键词： 密度泛函理论 非平衡格林函数 4团簇')" href="#">Si₄团簇 电子输运     

中性和阳离子丁酮团簇的结构及稳定性的理论研究

使用密度泛函B3LYP方法,在6-31G*和6-311+G**基组水平上计算中性和阳离子丁酮团簇(CH_3COC_2H_5)_n和(CH_3COC_2H_5)_n~+(n 7)的稳定结构,并比较不同尺寸团簇之间的相对稳定性.中性和阳离子丁酮团簇的结构具有相似性:n=3—7时,组成团簇的丁酮的平均几何参数基本相同,单环结构最稳定;随着团簇尺寸的增加,双环结构的稳定性逐渐上升.通过平均结合能、一阶差分能、HOMO-LUMO能隙等计算分析可知:在所研究的各种尺寸团簇中,(CH_3COC_2H_5)_3是最稳定的中性团簇,与实验中的最强峰对应;(CH_3COC_2H_5)_4~+是最稳定的阳离子团簇.通过电离能计算得到丁酮分子的垂直电离能为9.535 eV与实验值相符,同时证明中性和阳离子丁酮二元团簇的结构变化较大.研究结果为实验中丁酮团簇碎片离子的形成机理提供一定的理论依据,并且为进一步研究酮类分子团簇的生长规律提供有价值的信息.     

The Branching Rules for U(7)⊃0(7)⊃G2⊃0(3)

The branching rules for U(7)⊃0(7)⊃G₂ and G₂⊃0(3) for at most fourcolumned IRs of U(7)) and O(7) are given respectively by using the method of decomposition of Kronecker products of IRs of groups. The needed formulae for decomposition of Kronecker products of IRs of O(7) and G₂ are given also.     

ab initio Study of Electronic Structure and Magnetic Properties of a Novel Two-Dimensional Copper(II)-Radical Complex [Cu(NTTmPy)2(N3)2]n

The full-potential linearized augmented plane wave (FPLAPW) method with the generalized gradient approximations (GGA) is applied to study the compound [Cu(NTTmPy)₂(N₃)₂]_n (NITmPy=2-(3'-Pyridy1)-4, 4, 5, 5-tetramethylimidazolin-1-oxy1-3-oxide). The total density of states (DOS) and the partial density of states (pDOS) are calculated to explain the electronic and the magnetic properties of [Cu(NTTmPy)₂(N₃)₂]_n. It is found that [Cu(NTTmPy)₂(N₃)₂]_n is stable in the ferromagnetic state and the magnetic moment of the molecule mainly comes from the Cu atoms (0.518 μ_B) with partial contribution from N, O atoms of nitronyl nitroxide radicals. There exist orbital hybridization between 3d orbital of Cu and p orbitals of N(1) (from pyridyl rings of the NITmPy ligands) and N(4) (from azido group) and the weak direct exchange interactions between Cu and O atoms of nitronyl nitroxides. In addition, the bridging carbon atom (C(6)) carries a significant negative spin density (-0.019μ_B). The sign alternation of the magnetic moment along the pyridyl ring is obtained, which agrees with experiments.     

AB initio calculation of the atomic and electronic structure for Sb adsorbed on GaAs(110)

We report results obtained by a systematic study of Sb adsorption on the relaxed GaAs(110) surface, using density-functional theory within the local-density approximation (LDA) and norm-conserving, fully separable, ab-initio pseudopotentials. The GaAs(110) surface is simulated by a slab geometry wherein the atomic structure of the Sb atoms at the preferred adsorption positions and the uppermost substrate layer is optimized by minimizing the total energy, in contrast to previously reported theoretical approaches obtaining the surface bandstructure for given geometrical equilibrium structures. Sb coverages of Q=1/2 and Θ=1 are considered. We give a detailed analysis of the total-energy surface of the Sb/GaAs(110) system and identify stable and metastable adsorption sites. The resulting equilibrium geometries are discussed: We interpret these results in terms of the Sb-Sb interaction within the chains parallel to the [1¯11] direction and of possible structural instabilities in such chains. The atomic positions are compared with results of LEED analysis, stating an overall agreement except the buckling of the chain atoms. The resulting electronic properties (surface bandstructure, photothreshold, Schottky barrier) are discussed within the context of experimental data available from STM, photoemission spectroscopy, etc.     

(Y,G d)(P,V)O4:Eu3+荧光粉的发光特性

采用高温固相方法合成了(Y,Gd)(P,V)O₄:Eu³⁺,经X射线结构分析确定为四方晶系,体心结构,空间群为I4₁/amd[141]。研究了(Y,Gd)(P,V)O₄:Eu³⁺在VUV及UV激发下的光谱特性,讨论了激活剂Eu³⁺的浓度对发光亮度的影响。(Y,Gd)(P,V)O₄:Eu³⁺荧光粉的发射主峰在619nm,证明Eu³⁺离子占据了非反演对称中心的位置。在(Y,Gd)(P,V)O₄:Eu³⁺(监控619nm)的激发谱,有一个中心位于156nm的吸收带,它属于基质的吸收带。将(Y,Gd)(P,V)O₄:Eu³⁺的发光性能与PDP商用红粉(Y,Gd)BO₃:Eu³⁺进行了比较。(Y,Gd)(P,V)O₄:Eu³⁺的发射主峰在619nm,比发射主峰为593nm的(Y,Gd)BO₃:Eu³⁺色纯度好,是一种很有应用前景的发光材料。