Hybrid density functional study on lattice vibration,thermodynamic properties,and chemical bonding of plutonium monocarbide

Hybrid density functional theory is employed to systematically investigate the structural,magnetic,vibrational,thermodynamic properties of plutonium monocarbide(Pu C and Pu C_(0.75)).For comparison,the results obtained by DFT,DFT + U are also given.For Pu C and Pu C_(0.75),Fock-0.25 hybrid functional gives the best lattice constants and predicts the correct ground states of antiferromagnetic(AFM) structure.The calculated phonon spectra suggest that Pu C and Pu C_(0.75) are dynamically stable.Values of the Helmholtz free energy ?F,internal energy ?E,entropy S,and constant-volume specific heat C_v of Pu C and Pu C_(0.75) are given.The results are in good agreement with available experimental or theoretical data.As for the chemical bonding nature,the difference charge densities,the partial densities of states and the Bader charge analysis suggest that the Pu–C bonds of Pu C and Pu C_(0.75) have a mixture of covalent character and ionic character.The effect of carbon vacancy on the chemical bonding is also discussed in detail.We expect that our study can provide some useful reference for further experimental research on the phonon density of states,thermodynamic properties of the plutonium monocarbide.     

AlxOy(x=1—2,y=1—3)分子几何结构与稳定性的DFT研究

用密度泛函理论(DFT)的B31yp方法在6-311++g^水平上对Al_xO_y(x=1—2,y=2—3)分子的几何构型、电子结构、振动频率等性质进行了理论研究. 通过对基态结构的几何参数分析发现，它们的基态结构趋于直线或平面结构. 对基态结构的绝热电离能讨论表明，金属铝原子数一定时，氧原子数从1增加到3，其气态分子越来越稳定，铝原子数少的分子体系更稳定. 系统给出了该系列分子基态的几何参数、电子结构、光谱性质. Al₂O₃的C_2V三重态是该分子的能量最低结构. 关键词： xO_y分子')" href="#">Al_xO_y分子 密度泛函理论 结构与稳定性     

BeH,H2和BeH2的分子结构和势能函数

用二次组态相关(QCISD)和密度泛函(B3LYP)方法,选用6-311++g(d,P),6-311++g(3df,3pd)和D95(3df,3pd)基组对H2,BeH和BeH2:分子的结构进行优化.得到它们的基态电子态分别为H2(1∑g),BeH(2∑)和BeH2(1∑g),BeH2:分子的稳定构型为D∞h构型.采用最小二乘法拟合出BeH和H2分子的8参数Murrell-Sorbie函数,在此基础上推导出光谱数据和力常数;由多体项展式理论导出BeH2分子的分析势能函数.H+BeH生成BeH2(D∞h)分子存在较深的势阱,容易生成H-Be-H络合物分子.反应Be+H2+-HBeH,△H=-1.4654 eV,是放热反应.     

第一性原理研究Li_2NH的晶格动力学和热力学性质

采用第一性原理的赝势平面波方法系统地研究了Li_2NH的电子结构、晶格动力学和热力学性质.计算得到的晶格常数与先前的理论和实验结果符合得很好.运用线性响应理论计算了整个布里渊区高对称方向上的声子色散曲线和相应的声子态密度,发现Li_2NH(Pnma)声子色散曲线没有虚频,动力学性能相对最稳定,计算结果和先前实验及理论数据符合得很好.最后,利用得到的声子态密度进一步预测了Li_2NH的热力学性质,包括晶格振动对Helmholtz自由能、内能、熵和热容的贡献,计算结果在一定程度上可为Li-N-H储氢体系的应用提供理论指导.     

BeH,H2和BeH2的分子结构和势能函数

用二次组态相关(QCISD)和密度泛函(B3LYP)方法, 选用6-311++g(d,p), 6-311++g(3df,3pd)和D95(3df,3pd)基组对H₂, BeH和BeH₂分子的结构进行优化. 得到它们的基态电子态分别为H₂(¹Σ_g), BeH(²Σ)和BeH₂(¹Σ_{g 关键词： BeH 2}')" href="#">BeH₂ 2')" href="#">H₂ 二次组态相关(QCISD) 势能函数     

PuH和PuH2的分子结构与分子光谱

采用密度泛函B3LYP方法计算给出了H系元素Pu的氢化物PuH(X8Σ-)基态分子结构与光谱数据, 以及Murrell-sorbie势能函数. 对于PuH2分子的计算表明, 其基态为C2v结构, 电子状态为X7B1, 计算同时也给出了平衡结构和光谱数据, 并拟合得到其全空间多体展式解析势能函数.     

PuO的基态分子结构与相对论有效原子实势

用Pu的三种不同相对论有效原子实势 (RECP)和密度泛函 (B3LYP)、HF、MP2方法对PuO基态X5Σ-的分子结构、势能函数进行了计算 ,得到了相应的平衡几何构型和谐振频率 .采用最小二乘法拟合得到了PuO分子的Murrell Sorbie势能函数 ,在此基础上推导出光谱数据和力常数并与实验值做对比 ,结果表明 ,在三种RECP有效势中 ,对于平衡结构和离解能De 的计算 ,6 0个中心电子的SDD/B3LYP给出的结果较好 .而力常数f2 、f3 和 f4,以及光谱数据 ,则 14个价电子的 1987RECP/MP2的结果优于其它有效势和计算方法 .计算还给出了相应的电荷布居、自旋密度、电偶极矩和能量特征 .     

钛乙烯储氢材料的热力学和动力学性质研究

之前的工作中已经预测了钛乙烯（C2H4Ti）储氢的几何结构,本文将继续利用密度泛函理论（DFT）和B3LYP杂化密度泛函方法来计算之前预测出的C2H4Ti(H2)n结构中的C2H4Ti和H2反应的焓变和自由能变。通过焓变和自由能变的计算结果,可以看出：钛乙烯在298K、250K、200K下可以稳定的吸附5个氢分子,同时放出大量的热量,生成的C2H4Ti(H2)n化合物在常温下也具有热力学稳定性。此外,本文通过Gaussian03中的伯恩近似分子动力学（BOMD）方法计算了C2H4Ti(H2)5化合物在298K、250K、200K三个温度下的动力学性质。通过动力学研究的结果,可以发现钛乙烯分子在常温298K下储氢时间不长;同时得到钛乙烯分子在200K下能长时间稳定吸附五个氢分子,这进一步表明降低温度对钛乙烯分子稳定储氢是有利的。     

LaNi5电子与能量结构的全电子计算

在全电子水平上,基于广义梯度近似(GGA)密度泛函和全势能线性缀加平面波方法(FLAPW),计算给出了LaNi5的晶体结构、能带结构、电子密度、状态密度(DOS),以及势能结构;并比较分析了自旋极化(Spin-Polarization)对这些性质的影响.全电子计算的晶体结构与实验结果符合得很好;考虑自旋极化后,仅计算出能量约为降低,而对优化结构的影响不明显.?     

液相外延生长Cr,Ca：YAG晶体的光谱特征

由液相外延方法在YAG晶体衬底上得到了可饱和吸收的Cr,Ca:YAG晶体外延层，给出了Cr,Ca:YAG晶体外延层在500nm-150nm范围内的室温吸收光谱曲线。分析表明，由外延方法获得的Cr,Ca:YAG晶体娟收光谱的主要特征与提拉法晶体基本相同，但发现在750nm左右存在一个弱的吸收峰。这个吸收峰极有可能产生于四面体格拉的Cr^5 ，可以归属到电偶极容许的^1B1(^2E)→^2B2(^2T2）跃迁。