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Ce掺杂对LiCoO_(2)电子结构及Li+迁移影响的第一性原理研究
1
作者 张旭昀 于馥瑶 +1 位作者 王勇 谭秀娟 《功能材料》 北大核心 2025年第1期1106-1112,共7页
LiCoO_(2)作为锂离子电池正极材料具有优异的体积能量密度。但其在高电压条件下的结构稳定性差,这会导致LiCoO_(2)的性能下降。稀土元素掺杂是改良LiCoO_(2)性能的有效手段,但掺杂改性机理目前在原子与电子尺度层面尚需进一步明确。采... LiCoO_(2)作为锂离子电池正极材料具有优异的体积能量密度。但其在高电压条件下的结构稳定性差,这会导致LiCoO_(2)的性能下降。稀土元素掺杂是改良LiCoO_(2)性能的有效手段,但掺杂改性机理目前在原子与电子尺度层面尚需进一步明确。采用第一性原理计算方法,研究了Ce掺杂对LiCoO_(2)电子结构及Li+迁移性质的影响机理。结果表明,Ce掺杂显著扩大了晶胞体积,降低了晶胞内的电荷密度,减少相互作用的强度,使晶胞更加稳定。LiCoO_(2)在Ce掺杂后由半导体特性转变为金属性,增加了载流子密度,提高了材料的导电性能。经过Ce掺杂后,Li+的迁移势垒相比未掺杂时降低了93.12%。这主要是因为Ce掺杂导致Li层厚度增加,使得锂离子更容易发生迁移,从而提升电池的功率密度和循环寿命。 展开更多
关键词 稀土掺杂 锂离子电池 电子结构 Li+迁移 第一性原理
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单轴应变对本征和N掺杂4H-SiC电子结构的影响 被引量：1
2
作者 秦彦军 张建强 +5 位作者 杨慧雅 方峥 范晓珍 邝富丽 叶慧群 方允樟 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第3期173-179,共7页
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了单轴应变对本征和N掺杂4H-SiC电子结构的影响.研究表明应变可以有效调控本征和N掺杂4H-SiC的带隙,在拉应变作用下,带隙单调减小;而在压应变作用下,带隙先增大后减小,当压应变为-1%时,带隙... 采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了单轴应变对本征和N掺杂4H-SiC电子结构的影响.研究表明应变可以有效调控本征和N掺杂4H-SiC的带隙,在拉应变作用下,带隙单调减小;而在压应变作用下,带隙先增大后减小,当压应变为-1%时,带隙达到最大值.对态密度的分析可知本征和N掺杂4H-SiC的价带顶主要来自Si 3p和C 2p态电子,导带底主要来自Si 3p态电子,C 2p态和Si 3p态通过影响价带顶和导带底从而导致应变结构中带隙发生变化.通过Mulliken布局和差分电荷密度分析可知,随着晶格常数的增加Si原子向C原子和N原子转移的电荷减少,同时Si-C原子和Si-N原子之间的共价性减弱. 展开更多
关键词 4H-SIC 单轴应变 电子结构 第一性原理
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掺杂单层MoS_(2)电子结构与光催化性质的第一性原理计算 被引量：1
3
作者 徐启远 高朋 刘正堂 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第1期35-40,共6页
为了提高MoS_(2)的光催化能力,本研究基于第一性原理平面波赝势方法,对Cr、W、Fe、Co、Ni替换单层MoS_(2)晶格中的Mo进行研究.结果表明:W的替换能为正值,Cr、Fe、Co、Ni的替换能为负值.Cr、W掺杂晶格产生畸变主要是杂质原子的共价半径... 为了提高MoS_(2)的光催化能力,本研究基于第一性原理平面波赝势方法,对Cr、W、Fe、Co、Ni替换单层MoS_(2)晶格中的Mo进行研究.结果表明:W的替换能为正值,Cr、Fe、Co、Ni的替换能为负值.Cr、W掺杂晶格产生畸变主要是杂质原子的共价半径引起的;Fe、Co、Ni掺杂晶格产生畸变主要是掺杂原子的自旋导致的.Cr、W、Fe、Co、Ni掺杂单层MoS_(2)带隙类型没有发生改变,仍然为直接带隙,但禁带宽度变小,吸收带红移,尤其Fe、Co、Ni掺杂,导带下方有杂质能级使费米能级向高能方向移动,可以作为捕获电子陷阱,增加电子密度,减少光激发电子-空穴对的复合,有利于提升光催化能力. 展开更多
关键词 掺杂 单层二硫化钼 光催化 电子结构
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α-In_(2)Se_(3)/PtX_(2)(X=S,Se,Te)异质结电子结构调控研究
4
作者 韩善成 李京杰 +2 位作者 王楠 黄火林 郝松 《大连理工大学学报》 CAS 北大核心 2025年第1期1-9,共9页
二维范德华异质结因其无悬挂键界面和无应力失配等特性,在后摩尔时代的高性能电子学领域具备广泛的应用潜力.然而,当前二维范德华异质结的原子结构固定,限制了对其物性的动态调控.因此提出了利用二维铁电材料α-In_(2)Se_(3)与PtX_(2)(X... 二维范德华异质结因其无悬挂键界面和无应力失配等特性,在后摩尔时代的高性能电子学领域具备广泛的应用潜力.然而,当前二维范德华异质结的原子结构固定,限制了对其物性的动态调控.因此提出了利用二维铁电材料α-In_(2)Se_(3)与PtX_(2)(X=S,Se,Te)构建范德华异质结,并通过电场调控α-In_(2)Se_(3)的结构,从而实现对α-In_(2)Se_(3)/PtX_(2)原子结构和电子结构的动态调控.基于第一性原理计算,异质结带隙取决于α-In_(2)Se_(3)的极化方向,α-In_(2)Se_(3)/PtS2、α-In_(2)Se_(3)/PtSe_(2)、α-In_(2)Se_(3)/PtTe_(2)带隙分别为1.25/1.66 eV、0.74/1.34 eV、0.34/0.77 eV.此外,α-In_(2)Se_(3)的极化翻转可调控异质结的能带排列类型,α-In_(2)Se_(3)/PtS2能带排列从Ⅰ型变为Ⅱ型;α-In_(2)Se_(3)/PtSe_(2)能带排列虽保持Ⅱ型,但能带相对位置发生变化;α-In_(2)Se_(3)/PtTe_(2)能带排列从Ⅱ型变为Ⅰ型.通过二维铁电材料的极化翻转来调控二维范德华异质结电子性质的技术路径,为未来智能电子器件的实现提供了潜在的技术方案. 展开更多
关键词 铁电性 二维材料 范德华异质结 电子结构
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基于第一性原理C-Cd掺杂ZnO的电子结构和光学性质的研究
5
作者 张善祥 李海侠 +2 位作者 于镇 吴浩伟 张巍钟 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第2期135-142,共8页
借助于计算材料科学和化学的计算机模拟软件Materials Studio,利用密度泛函理论下的第一性原理的计算方法,系统的计算研究了C、Cd单掺杂以及C和Cd共掺杂(不同浓度)ZnO的形成能、电子结构和光学性质.计算结果表明:单掺杂体系当中,C掺杂... 借助于计算材料科学和化学的计算机模拟软件Materials Studio,利用密度泛函理论下的第一性原理的计算方法,系统的计算研究了C、Cd单掺杂以及C和Cd共掺杂(不同浓度)ZnO的形成能、电子结构和光学性质.计算结果表明:单掺杂体系当中,C掺杂时形成能是正的,说明掺杂体系不易形成;共掺杂体系当中,所有掺杂体系的形成能均为负的,C-2Cd掺杂时形成能最低;与本征ZnO相比,所有掺杂体系的禁带宽度均有所降低,由于C元素的掺杂,禁带中产生杂质能级,减小电子跃迁所需要的能量;在光学性质方面,所有掺杂体系在低能区域的吸收图谱、介电函数虚部的峰值与本征ZnO相比均有所增大,且在低能区均发生红移,其中C-2Cd掺杂体系的红移程度最为明显且峰值最大.由此说明C和Cd共掺杂有望提高ZnO的光吸收率和光电转化效率,可以扩展其在光电器件领域中的应用. 展开更多
关键词 C-Cd共掺杂 第一性原理 密度泛函理论 电子结构 光学性质
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六方Al_(4)SiC_(4)弹性性质、电子结构和光学性质的第一性原理计算
6
作者 刘运芳 张飞跃 +2 位作者 冯嘉怡 李文广 刘正堂 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第3期166-172,共7页
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法系统地研究了Al_(4)SiC_(4)的晶体结构、弹性常数、电子结构和光学性质,并对结果进行了理论分析.计算得到的晶格常数和弹性常数均与实验值及其它计算值相符,并说明了六方Al_(4)SiC_(4)的... 采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法系统地研究了Al_(4)SiC_(4)的晶体结构、弹性常数、电子结构和光学性质,并对结果进行了理论分析.计算得到的晶格常数和弹性常数均与实验值及其它计算值相符,并说明了六方Al_(4)SiC_(4)的晶体结构是稳定的;计算得到了六方Al_(4)SiC_(4)的体积、剪切、杨氏模量及泊松比与文献值一致,Al_(4)SiC_(4)的禁带宽度为1.076 eV.计算得到了六方Al_(4)SiC_(4)在(100)和(001)方向上的光学响应函数随光子能量的变化关系,包括复介电函数、复折射率、吸收光谱及反射光谱.在(100)和(001)方向上,计算得到其静态介电常数分别为7.74和8.96,折射率分别为2.78和2.99.计算结果可以为相关应用提供理论依据. 展开更多
关键词 Al_(4)SiC_(4) 电子结构 光学性质 第一性原理
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4d过渡金属掺杂单层WS_(2)的电子结构和光学性质研究
7
作者 张宁宁 鱼海涛 +1 位作者 刘艳艳 薛丹 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第1期77-84,共8页
WS_(2)凭借独特的物理和化学性质,在电子和光学领域展现出巨大的应用潜力。基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,本文旨在研究单个4d过渡金属原子X(X=Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd)替代掺杂单层WS_(2)的电子结构和光学性质。结果表明,过渡... WS_(2)凭借独特的物理和化学性质,在电子和光学领域展现出巨大的应用潜力。基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,本文旨在研究单个4d过渡金属原子X(X=Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd)替代掺杂单层WS_(2)的电子结构和光学性质。结果表明,过渡金属原子掺杂后的WS_(2)体系均是放热且稳定的,禁带宽度减小导致电导率增强,电子结构发生显著变化。其中Nb掺杂WS_(2)表现为金属性,Ru掺杂WS_(2)表现为半金属性,Tc、Rh和Pd掺杂WS_(2)诱导了磁性。Nb、Ru、Rh和Pd掺杂WS_(2)体系的介电常数和光折射率增加,掺杂前、后WS_(2)体系均具有良好的透明特性,吸收光谱发生红移,Nb、Ru、Rh掺杂WS_(2)在红外光区的吸收增强,Nb、Rh和Pd在可见光区的吸收增强,特别是Pd掺杂WS_(2)在可见光区吸收效果最佳,在光电探测器方面具有一定应用潜能。 展开更多
关键词 二维材料 单层WS_(2) 第一性原理 掺杂 电子结构 光学性质
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(Hf_(0.25)Zr_(0.25)Ta_(0.25)Nb_(0.25))C陶瓷电子结构稳定性与力学性能的第一性原理计算
8
作者 蓝盼盼 刘斌 《上海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期80-93,共14页
基于密度泛函理论计算,研究了四元高熵碳化物陶瓷(Hf_(0.25)Zr_(0.25)Ta_(0.25)Nb_(0.25))C和相应二元金属碳化物体系AC(A=Hf,Zr,Ta,Nb)的电子结构和力学性能。通过高熵化合物的热力学分析可知,(Hf_(0.25)Zr_(0.25)Ta_(0.25)Nb_(0.25))... 基于密度泛函理论计算,研究了四元高熵碳化物陶瓷(Hf_(0.25)Zr_(0.25)Ta_(0.25)Nb_(0.25))C和相应二元金属碳化物体系AC(A=Hf,Zr,Ta,Nb)的电子结构和力学性能。通过高熵化合物的热力学分析可知,(Hf_(0.25)Zr_(0.25)Ta_(0.25)Nb_(0.25))C可以形成单相的固溶体。从力学性能参数可以得到,计算得到的参数遵循混合规则,(Hf_(0.25)Zr_(0.25)Ta_(0.25)Nb_(0.25))C的维氏硬度大于组成其的四种二元碳化物的平均值;由(Hf_(0.25)Zr_(0.25)Ta_(0.25)Nb_(0.25))C的泊松比ν值及G/B值可知,其与二元碳化物相似,为脆性材料。通过分析电子结构,发现它们均为导体。四元高熵碳化物(Hf_(0.25)Zr_(0.25)Ta_(0.25)Nb_(0.25))C表现出导电性有所增加,其共价键主要是由C-p和A-d(A=Hf,Zr,Ta,Nb)轨道电子杂化形成,由于碳化物中共存化学键的不均性,进一步改善了材料的力学性能。 展开更多
关键词 四元高熵碳化物 第一性原理计算 电子结构 力学性能
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Sc-N共掺杂β-Ga_(2)O_(3)电子结构和光学性质的第一性原理研究
9
作者 区力函 李海侠 +1 位作者 陈春宇 陈尚举 《中国陶瓷》 北大核心 2025年第1期26-33,共8页
基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了Sc单掺杂、N单掺杂和Sc–N共掺杂β-Ga_(2)O_(3)的晶格常数、电子结构以及光学性质。研究结果表明本征β-Ga_(2)O_(3)的带隙为1.99 eV,掺杂后所有掺杂体系的带隙变小,且均为直接带隙半导体,电... 基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了Sc单掺杂、N单掺杂和Sc–N共掺杂β-Ga_(2)O_(3)的晶格常数、电子结构以及光学性质。研究结果表明本征β-Ga_(2)O_(3)的带隙为1.99 eV,掺杂后所有掺杂体系的带隙变小,且均为直接带隙半导体,电子更加容易跃迁至导带,增强材料的对可见光的吸收性能;光学性质计算结果表明所有掺杂体系的静态介电常数变大,增强电荷束缚能力和极化能力,Sc–N共掺杂后改善β-Ga_(2)O_(3)的可见光区域和紫外光区域的吸收系数,表明Sc–N共掺杂β-Ga_(2)O_(3)的材料有望于应用紫外探测领域。 展开更多
关键词 第一性原理 β-Ga_(2)O_(3) 电子结构 光学性质
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Nb掺杂二氧化钛纳米管电子结构第一性原理计算
10
作者 陈阿青 梁轻 《材料导报》 北大核心 2025年第4期16-21,共6页
TiO_(2)纳米管的结构高度定向且紧密堆积,具有比表面积大、吸附能力强等优点,被广泛应用于光电催化等领域。为了进一步改性TiO_(2)纳米管,本工作通过第一性原理方法计算不同手性的Nb掺杂TiO_(2)纳米管的能带结构、态密度以及电荷密度等... TiO_(2)纳米管的结构高度定向且紧密堆积,具有比表面积大、吸附能力强等优点,被广泛应用于光电催化等领域。为了进一步改性TiO_(2)纳米管,本工作通过第一性原理方法计算不同手性的Nb掺杂TiO_(2)纳米管的能带结构、态密度以及电荷密度等电子结构。结果表明不同手性的TiO_(2)纳米管的能带结构不同,Nb掺杂提高了TiO_(2)纳米管的费米能级,降低了禁带宽度。分析态密度可知纯TiO_(2)纳米管的价带主要由O 2p轨道提供,导带主要由Ti 4d轨道提供,而Nb掺杂后Nb 4d轨道会对导带产生贡献。通过分析电荷密度可以进一步得出,与Ti原子相比,Nb原子与O原子之间的相互作用力更强,有利于增强TiO_(2)纳米管的稳定性。 展开更多
关键词 TiO_(2)纳米管 Nb掺杂 电子结构 第一性原理 密度泛函理论
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Zn掺杂立方BaTiO_(3)电子结构和光电性能的第一性原理计算
11
作者 汪月琴 胡为博 +3 位作者 曹新建 邵明存 张家龙 方堃 《黄河科技学院学报》 2025年第2期42-48,共7页
通过过渡金属Zn元素掺杂改性立方钛酸钡陶瓷材料,提升其光吸收效率和介电常数。采用第一性原理计算研究了不同掺杂浓度对Ba_(1-x)Zn_(x)TiO_(3)(x=0,0.125,0.25)电子结构和光学性能的影响,以期获得高稳定、高性能的半导体光电材料。计... 通过过渡金属Zn元素掺杂改性立方钛酸钡陶瓷材料,提升其光吸收效率和介电常数。采用第一性原理计算研究了不同掺杂浓度对Ba_(1-x)Zn_(x)TiO_(3)(x=0,0.125,0.25)电子结构和光学性能的影响,以期获得高稳定、高性能的半导体光电材料。计算结果表明,过渡金属Zn取代Ba位可以有效减小带隙,提高了BaTiO_(3)在可见光区域的光吸收效率。Ba_(1-x)Zn_(x)TiO_(3)的带隙随着Zn掺杂浓度的增加而逐渐减小,主要归因于s-p和p-d轨道强耦合作用使得导带底向低能方向移动。当掺杂浓度为0.25时,吸收边发生红移且在690 nm处出现新的吸收峰。此外,静态介电常数随着掺杂浓度的增加而增大,引入Zn杂质可以有效增加体材料内部的极化程度,从而增强钛酸钡的绝缘导电性能,并降低介电损耗。 展开更多
关键词 第一性原理 立方钛酸钡 电子结构 光吸收 介电性能
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Ruddlesden-Popper层状钙钛矿Bi_(8)Ba_(4)Mn_(8)O_(28)的电子结构与磁性的第一性原理
12
作者 张铭 张持 +4 位作者 王朝 彭铠 李赛楠 马林昊 王如志 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期665-673,共9页
采用基于密度泛函理论的投影平面波方法,对Ruddlesden-Popper(RP)层状钙钛矿结构Bi_(8)Ba_(4)Mn_(8)O_(28)的电子结构和磁学性质进行了自旋极化计算。由于A位Ba的替位掺杂,造成MnO6八面体发生显著旋转、倾斜等畸变,会对电子结构与磁性... 采用基于密度泛函理论的投影平面波方法,对Ruddlesden-Popper(RP)层状钙钛矿结构Bi_(8)Ba_(4)Mn_(8)O_(28)的电子结构和磁学性质进行了自旋极化计算。由于A位Ba的替位掺杂,造成MnO6八面体发生显著旋转、倾斜等畸变,会对电子结构与磁性产生较大影响,对此进行了充分的讨论。考虑在位库伦作用修正的广义梯度近似(GGA+U)的计算表明,Bi_(8)Ba_(4)Mn_(8)O_(28)基态为铁磁半金属,其半金属能隙3.07 eV,晶胞总磁矩为31μB。Bi_(8)Ba_(4)Mn_(8)O_(28)的晶胞磁矩主要来自Mn原子磁矩的贡献,而Bi、Ba与O原子磁矩相对较小;而半金属性则主要源于Mn 3d自旋向上与自旋向下电子间存在较大的交换劈裂所致。使晶胞承受均匀变形,当其晶格常数在-10%~14%较大范围变化时,半金属性均可得到保持,且其晶胞总磁矩可始终稳定于31μB。 展开更多
关键词 第一性原理 层状钙钛矿 半金属 磁性 电子结构 晶格形变
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钾掺杂对纤锌矿型氧化锌电子结构和光学性质的影响
13
作者 马战红 于仁红 任凤章 《河南科技大学学报（自然科学版）》 北大核心 2024年第2期15-20,M0003,共7页
针对纯纤锌矿型ZnO禁带宽度较高,不能吸收大部分可见光的问题,采用基于密度泛函理论的第一性原理,构建了钾掺杂ZnO的4种超胞模型,并对4种模型进行几何优化,计算了KXZn1-XO的能带结构、态密度和光吸收性能。结果表明:采用广义梯度近似法(... 针对纯纤锌矿型ZnO禁带宽度较高,不能吸收大部分可见光的问题,采用基于密度泛函理论的第一性原理,构建了钾掺杂ZnO的4种超胞模型,并对4种模型进行几何优化,计算了KXZn1-XO的能带结构、态密度和光吸收性能。结果表明:采用广义梯度近似法(GGA)+U方法计算得到纯氧化锌带隙为3.373 eV,与实验值一致;随着钾掺杂量X的增大,ZnO的禁带宽度Eg出现先增大后减小再增加的现象,KXZn1-XO吸收带发生先蓝移后红移的现象。 展开更多
关键词 钾掺杂 纤锌矿型氧化锌 第一性原理 电子结构 光学性质
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B、Cu共掺杂单层g-C_(3)N_(4)电子结构及光学性质的第一性原理研究
14
作者 谭秀娟 张旭阳 +2 位作者 杨烁 王勇 张旭昀 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期7111-7115,7131,共6页
g-C_(3)N_(4)是一种极具潜力的绿色半导体光催化剂,但其带隙较宽,对可见光利用率有限。通过元素掺杂可以有效提高g-C_(3)N_(4)的光催化性能,采用第一性原理方法研究了非金属元素B和金属元素Cu共掺杂对g-C_(3)N_(4)电子结构于光学性质的... g-C_(3)N_(4)是一种极具潜力的绿色半导体光催化剂,但其带隙较宽,对可见光利用率有限。通过元素掺杂可以有效提高g-C_(3)N_(4)的光催化性能,采用第一性原理方法研究了非金属元素B和金属元素Cu共掺杂对g-C_(3)N_(4)电子结构于光学性质的影响机理,结果表明,B、Cu共掺杂g-C_(3)N_(4)(001)表面的最稳定位点为B占据H位点,而Cu占据N2位点。B、Cu共掺杂相比单一B元素掺杂可以使g-C_(3)N_(4)(001)表面的能隙和功函数进一步下降,Cu元素的加入主要改善了B掺杂的g-C_(3)N_(4)(001)表面的电子导通能力以及对光的捕捉能力,从而提高了光催化活性。 展开更多
关键词 g-C_(3)N_(4) 光催化 第一性原理 电子结构 光学性质
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TiN(100)/Al(100)界面性质和电子结构的第一性原理计算
15
作者 孙士阳 钱远近 +2 位作者 黄胜保 徐平平 谭心 《功能材料与器件学报》 CAS 2024年第5期254-266,共13页
本文采用第一性原理方法计算了TiN和Al的电子性质和弹性性能,分析了TiN(100)/Al(100)界面的粘附功(W_(ad))、电子结构以及键合特性。计算结果表明,TiN表现出一定的金属特性,主要由Ti-3d轨道上的电子贡献,而Al则呈现出显著的导体特性。此... 本文采用第一性原理方法计算了TiN和Al的电子性质和弹性性能,分析了TiN(100)/Al(100)界面的粘附功(W_(ad))、电子结构以及键合特性。计算结果表明,TiN表现出一定的金属特性,主要由Ti-3d轨道上的电子贡献,而Al则呈现出显著的导体特性。此外,TiN和Al均具有各向异性,TiN的抗变形能力显著高于Al,而Al的横向变形能力则强于TiN。本文考虑了Al-on-N联结和Al-on-Ti联结两种界面模型。结果显示,Al-on-N联结界面的粘附功为1267 mJ/m^(2),明显高于Al-on-Ti联结界面的粘附功(952 mJ/m^(2)),表明Al-on-N联结界面的粘附强度更强。其原因在于Al-on-N联结界面的键合机制主要依赖于强Al3sp-N2sp极性共价键的相互作用。本研究结果为解释TiN和Al界面的粘附强度和稳定性提供了理论依据。 展开更多
关键词 TiN/Al界面 弹性性能 粘附强度 电子结构 第一性原理计算
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四种耐热含能化合物电子结构的第一性原理研究
16
作者 陈芳 陈瑶 +1 位作者 贾方硕 何磊 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2024年第1期177-184,共8页
本文模拟计算了2,2’,4,4’,6,6’-六硝基联苯(HNBP)、2,2’,4,4’,6,6’-六硝基二苯乙烯(HNS)、2,5-二苦基-1,3,4-噁二唑(DPO)和5,5’-双(2,4,6-三硝基苯基)-2,2’-双(1,3,4-噁二唑)(TKX-55)四种耐热含能化合物的分子结构、Mulliken电... 本文模拟计算了2,2’,4,4’,6,6’-六硝基联苯(HNBP)、2,2’,4,4’,6,6’-六硝基二苯乙烯(HNS)、2,5-二苦基-1,3,4-噁二唑(DPO)和5,5’-双(2,4,6-三硝基苯基)-2,2’-双(1,3,4-噁二唑)(TKX-55)四种耐热含能化合物的分子结构、Mulliken电荷布居、分子静电势(MEP)和Hirshfeld表面,通过研究其分子特性、电子特性以及分子间相互作用,以了解高耐热性含能化合物的耐热机理.结果表明,桥连接结构的复杂性以及分子间强氢键相互作用会增强含能化合物的稳定性.此外,本研究还发现中间基团的加入会对四种含能化合物分子两侧芳香环上碳原子的电荷分布以及分子表面正负静电势区域面积产生一定的影响. 展开更多
关键词 耐热含能化合物 密度泛函理论(DFT) 电子结构
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SnO_(2)(110)/FAPbBrI_(2)(001)界面电子结构与光学性质的第一性原理研究
17
作者 李丽华 周龙杰 +2 位作者 刘硕 王航 黄金亮 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第7期1239-1248,共10页
通过基于密度泛函理论的第一性原理对SnO_(2)(110)/FAPbBrI_(2)(001)界面的电子结构及光学性质进行了研究。FAPbBrI_(2)是带隙值为1.58 eV的直接带隙半导体材料,通过构建SnO_(2)(110)和FAPbBrI_(2)(001)的界面模型,发现其晶格失配率为4.... 通过基于密度泛函理论的第一性原理对SnO_(2)(110)/FAPbBrI_(2)(001)界面的电子结构及光学性质进行了研究。FAPbBrI_(2)是带隙值为1.58 eV的直接带隙半导体材料,通过构建SnO_(2)(110)和FAPbBrI_(2)(001)的界面模型,发现其晶格失配率为4.28%,界面结合能为-0.116 eV/A^(2),说明此界面结构可以稳定存在。通过态密度(DOS)分析SnO_(2)(110)/FAPbBrI_(2)(001)界面的电子结构,发现了主要由界面处O_(2)p、I 5p、Br 4p、Pb 6p轨道电子杂化形成的界面态。差分电荷密度及Bader电荷分析结果说明在界面处存在明显的电荷转移,这促进了界面处原子之间的成键,提高了界面稳定性。同时,有效的电荷分离也使SnO_(2)(110)/FAPbBrI_(2)(001)界面的光吸收系数相比于SnO_(2)(110)表面和FAPbBrI_(2)(001)表面有了明显提升。 展开更多
关键词 第一性原理 钙钛矿材料 SnO_(2)(110)/FAPbBrI_(2)(001)界面 电子结构 光学性质 界面态
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单层和三层MoS_(2)电子结构和光学性能的第一性原理研究
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作者 樊志琴 张俊峰 李瑞 《功能材料与器件学报》 CAS 2024年第3期120-125,共6页
本文利用第一性原理,研究了单层和三层MoS_(2)的电子结构和光学性能,包括电子能带结构,以及能量在0-15eV区域内的介电常数、吸收谱、折射率和电子能量损失谱。在态密度上,两者的导带在高能量部分有区别。平衡状态下,单层MoS_(2)在平行... 本文利用第一性原理,研究了单层和三层MoS_(2)的电子结构和光学性能,包括电子能带结构,以及能量在0-15eV区域内的介电常数、吸收谱、折射率和电子能量损失谱。在态密度上,两者的导带在高能量部分有区别。平衡状态下,单层MoS_(2)在平行于层方向(Ex)和垂直于层方向(Ez)的介电常数分别为6.69和3.89,三层MoS_(2)介电常数分别为15.01和8.39。单层MoS_(2)的介电常数曲线比三层的介电常数曲线具有精细结构。在0~6eV能量范围内,介电常数具有高度的各向异性。当能量大于7eV时,介电常数变为各向同性。在Ex方向上,单层和三层MoS_(2)在可见光区位置处都有一吸收峰;单层MoS_(2)对近紫外更敏感,而三层MoS_(2)对远紫外更敏感。随着层数的增加,折射率增大。单层和三层MoS_(2)消光系数在近紫外区的峰值都大于在远紫外区的峰值。通过电子能量损失谱可以看出随着层数的增加,峰值的位置越来越往高频区域移动。 展开更多
关键词 MoS_(2) 第一性原理计算 电子结构 光学性质
原文传递
GaS/Mg(OH)_(2)异质结电子结构的第一性原理研究
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作者 刘俊岭 柏于杰 +1 位作者 徐宁 张勤芳 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期251-261,共11页
基于第一性原理计算方法研究了GaS/Mg(OH)_(2)异质结的稳定性、电子和光学性质.结果表明,GaS/Mg(OH)_(2)异质结具有较小的晶格失配率,负的结合能和热力学稳定性而容易构建.异质结的带隙有效降低至2.021 eV,而且具有Type-Ⅱ型能带结构,... 基于第一性原理计算方法研究了GaS/Mg(OH)_(2)异质结的稳定性、电子和光学性质.结果表明,GaS/Mg(OH)_(2)异质结具有较小的晶格失配率,负的结合能和热力学稳定性而容易构建.异质结的带隙有效降低至2.021 eV,而且具有Type-Ⅱ型能带结构,有利于光生电子-空穴对的空间分离.层间电荷转移诱导的内建电场进一步促进载流子的分离,同时有助于抑制层间电荷的复合.在双轴应变下,异质结的导带最小值和价带最大值的位置分别产生了不同程度的平移,导致带隙发生显著的变化,变化量达到了0.5 eV.而且在拉伸应变下,异质结由间接转变为直接带隙半导体,同时异质结仍保持Type-Ⅱ型能带结构.此外,应变还可以有效地调控异质结的带边位置与水分解的氧化还原电位相匹配(pH=0—7).光吸收谱显示异质结具有较强的光吸收性能,尤其在拉伸应变为3%时,光吸收发生了明显的红移.这些结果表明,GaS/Mg(OH)_(2)异质结具有可调的电子性能而在光电领域有着广阔的应用前景. 展开更多
关键词 异质结 电子结构 应变 第一性原理
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MnGa二元合金等静压电子结构与磁性质的研究
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作者 张飞鹏 路清梅 +2 位作者 刘卫强 张东涛 岳明 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第3期541-550,共10页
为了研究等静压下非稀土磁性材料MnGa合金的电子结构和磁性质,本文在密度泛函理论计算的基础上系统研究了四方MnGa合金在500 MPa等静压下的晶格结构、生成、自旋电子结构和磁性质。结果表明,四方MnGa合金在500 MPa等静压下更容易生成,... 为了研究等静压下非稀土磁性材料MnGa合金的电子结构和磁性质,本文在密度泛函理论计算的基础上系统研究了四方MnGa合金在500 MPa等静压下的晶格结构、生成、自旋电子结构和磁性质。结果表明,四方MnGa合金在500 MPa等静压下更容易生成,呈各向异性压缩性质。合金中异类原子之间的距离较小,同类原子之间的距离较大。四方MnGa合金在500 MPa等静压下的能带结构呈金属性导体型。与Ga的d电子相比,四方MnGa合金中Mn的d电子呈现较高的净磁矩,贡献了体系的剩磁。四方MnGa合金呈现弱的亚铁磁性,在500 MPa等静压下净有效磁矩减小。 展开更多
关键词 四方MnGa合金 等静压 晶体结构 自旋电子结构 磁性质 密度泛函理论
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