超软赝势方法对V/TiO_2薄膜电子态密度的计算

1

作者 张进福 胡金江 张礼刚 《河北建筑工程学院学报》 CAS 2009年第4期105-107,共3页

根据密度泛函理论和"总体能量—平面波"超软赝势方法计算了V3+和V4+掺杂金红石矿相纳米TiO2的能带结构和电子态密度,分析了V3+和V4+掺杂对W/TiO2晶体电子结构和光学吸收带边的影响.还对V3+和V4+掺杂的TiO2电子态密度进行了比... 根据密度泛函理论和"总体能量—平面波"超软赝势方法计算了V3+和V4+掺杂金红石矿相纳米TiO2的能带结构和电子态密度,分析了V3+和V4+掺杂对W/TiO2晶体电子结构和光学吸收带边的影响.还对V3+和V4+掺杂的TiO2电子态密度进行了比较分析. 展开更多

关键词 超软赝势方法 V3 +和V4 +离子 电子态密度 能带结构

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N掺杂p-型ZnO的第一性原理计算 被引量：39

2

作者 陈琨 范广涵 +1 位作者 章勇 丁少锋 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2008年第1期61-66,共6页

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,计算了纤锌矿ZnO和N掺杂p-型ZnO晶体的电子结构,分析了N掺杂p-型ZnO晶体的能带结构、电子态密度、差分电荷分布以及H原子和N2分子对p-型掺杂ZnO的影响.

关键词 密度泛函理论 第一性原理 超软赝势方法 N掺杂纤锌矿ZnO

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Au_n(n=2～20)团簇的遗传算法和密度泛函方法研究 被引量：10

3

作者 王顺 王文宁 +2 位作者 陆靖 陈冠华 范康年 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2007年第19期2085-2091,共7页

在遗传算法和Gupta多体势系统地搜索金属团簇初始结构基础上,应用密度泛函理论和基于局域密度近似(LDA)或广义梯度近似(GGA)的超软赝势和投影扩充波(PAW)方法分别系统地研究了金属团簇Aun(n≤20)的最稳定构型和电子性质.发现LDA或GGA近... 在遗传算法和Gupta多体势系统地搜索金属团簇初始结构基础上,应用密度泛函理论和基于局域密度近似(LDA)或广义梯度近似(GGA)的超软赝势和投影扩充波(PAW)方法分别系统地研究了金属团簇Aun(n≤20)的最稳定构型和电子性质.发现LDA或GGA近似下,最稳定构型存在一定的差异:LDA方法中,Au团簇最稳定构型从Au7处就发生了从二维结构向三维结构的转化,而GGA近似下Au13的最稳定异构体仍然保持平面构型.计算结果表明,平均最近邻距、平均配位数和结合能随着尺寸的增大呈递增趋势,而二阶差分能、费米能级、HOMO-LUMO能隙、垂直电离势和电子亲和势出现了明显的奇偶交替现象.其结果丰富了目前对金团簇的理论和实验的研究. 展开更多

关键词 密度泛函 Au团簇 超软赝势 投影扩充波方法

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α-Al_2O_3基片(0001)表面及其对ZnO吸附位置研究 被引量：2

4

作者 杨春 李言荣 +3 位作者 陶佰万 刘兴钊 张鹰 刘永华 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期5-10,共6页

建立了一种 2× 2α Al2 O3 (0 0 0 1)基片表面吸附ZnO模型 ,在周期边界条件下的k空间中 ,采用基于密度泛函理论的局域密度近似平面波超软赝势法 ,对α Al2 O3 (0 0 0 1)基片表面结构及其ZnO分子在表面最初吸附生长位置进行了计算... 建立了一种 2× 2α Al2 O3 (0 0 0 1)基片表面吸附ZnO模型 ,在周期边界条件下的k空间中 ,采用基于密度泛函理论的局域密度近似平面波超软赝势法 ,对α Al2 O3 (0 0 0 1)基片表面结构及其ZnO分子在表面最初吸附生长位置进行了计算研究。由于较大的表面弛豫 ,使得氧原子全部暴露于基片最外表面 ,明显地表现出O原子电子表面态 ;驰豫后的表面能对ZnO分子产生较强的化学吸附 ,表面电子结构将发生明显的变化 ,其表面最优吸附生长点的方位正好偏离α Al2 O3 (0 0 0 1)表面氧六角对称 30° ;并计算了这些吸附生长点处Zn与表面O的结合能。 展开更多

关键词 α-A12O3基片 氧化锌薄膜 局域密度近似平面波超软赝势法 吸附生长 半导体

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从头计算方法比较TiSi_2的C54相和C49相 被引量：1

5

作者 汪涛 戴永兵 +3 位作者 欧阳斯可 沈荷生 王庆康 吴建生 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2004年第12期1423-1427,共5页

采用平面波超软赝势描述多电子体系,利用密度泛函理论和广义梯度近似,计算出C54相和C49相TiSi2的晶格常数、体弹性模量、形成能、电子态密度(DOS)和Mulliken电荷布居等性质.通过比较这两种物质的性质,发现尽管两者形成能很相近,但C49相... 采用平面波超软赝势描述多电子体系,利用密度泛函理论和广义梯度近似,计算出C54相和C49相TiSi2的晶格常数、体弹性模量、形成能、电子态密度(DOS)和Mulliken电荷布居等性质.通过比较这两种物质的性质,发现尽管两者形成能很相近,但C49相结构对称性差、体弹性模量小、熔点低,Ti原子d轨道的反键强、离子性弱.这些性质上的差异和C49相TiSi2在固相反应中优先形成有关. 展开更多

关键词 TISI2 体弹性模量 从头计算 超软赝势

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Ni_3V_2O_8电子结构及光学性质的理论研究

6

作者 周传仓 张飞鹏 +1 位作者 路清梅 张忻 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期42-46,共5页

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法在广义梯度近似下计算了Ni_3V_2O_8的能带结构、电子态密度及其光学性质。计算结果表明,Ni_3V_2O_8存在宽度为1.0eV的间接带隙,其费米能级附近电子有弱迁移性;费米能级附近主要为Ni d... 采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法在广义梯度近似下计算了Ni_3V_2O_8的能带结构、电子态密度及其光学性质。计算结果表明,Ni_3V_2O_8存在宽度为1.0eV的间接带隙,其费米能级附近电子有弱迁移性;费米能级附近主要为Ni d、Vd和Op轨道形成的能带,且轨道之间有较强的杂化作用。当入射光能量为2.16eV时,电子将从价带顶的Nid轨道跃迁至导带底的Op轨道;当入射光能量为3.14eV时,电子则从价带中的Vd轨道跃迁至导带中的Op轨道。Ni_3V_2O_8的吸收光谱在7.26eV处出现最强吸收峰,光学带隙为3.47eV。 展开更多

关键词 Ni3V2O8 电子结构 光学性质 密度泛函理论 平面波超软赝势法 广义梯度近似

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压力下NaN_3结构稳定性、力学性质和电子结构的理论研究

7

作者 余飞 《西南民族大学学报（自然科学版）》 CAS 2017年第3期314-320,共7页

采用基于密度泛函理论的从头算平面波超软贋势方法研究了压力对NaN_3结构稳定性、力学性能以及电子结构的影响.对能量和力学参量的计算结果表明,R-3m结构是NaN_3在零压下的稳定性结构.随着压力的增加,在5 GPa的压力范围内NaN_3会发生从R... 采用基于密度泛函理论的从头算平面波超软贋势方法研究了压力对NaN_3结构稳定性、力学性能以及电子结构的影响.对能量和力学参量的计算结果表明,R-3m结构是NaN_3在零压下的稳定性结构.随着压力的增加,在5 GPa的压力范围内NaN_3会发生从R-3m结构到C2/m结构的结构相变,而C2/m结构的NaN_3在压力超过20 GPa以后也不能够保持稳定.该结果与实验研究结果间取得了很好的一致.此外,对电子结构的研究表明,常压下两种结构NaN_3都表现出了绝缘体的性质.随着压力的增加,C2/m结构NaN_3的价带和导带宽度都略有增加,而带隙宽度略有减小. 展开更多

关键词 NA N3 平面波超软贋势 高压性质

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N、Pt共掺杂锐钛矿的第一性原理研究 被引量：1

8

作者 韩庆艳 刘子忠 刘红霞 《内蒙古师范大学学报（自然科学汉文版）》 CAS 北大核心 2014年第3期311-317,共7页

采用基于密度泛函理论(DFT)框架下的平面波超软赝势方法,计算了N、Pt单掺杂及其共掺杂锐钛矿型TiO2的几何构型、电子结构和吸收光谱.结果表明,N/Pt共掺杂使TiO2的晶格体积、原子间的键长发生改变,晶体中产生了偶极矩,能更有效地分离光... 采用基于密度泛函理论(DFT)框架下的平面波超软赝势方法,计算了N、Pt单掺杂及其共掺杂锐钛矿型TiO2的几何构型、电子结构和吸收光谱.结果表明,N/Pt共掺杂使TiO2的晶格体积、原子间的键长发生改变,晶体中产生了偶极矩,能更有效地分离光生电子-空穴对.计算得到N和Pt单掺后带隙分别为1.65eV和1.62eV,与纯锐钛矿带隙(2.13eV)相比,分别降低了0.48eV和0.51eV,而N/Pt共掺杂后的带隙值为1.10eV,比纯锐钛矿禁带宽度降低了1.03eV,从而提高了催化剂性能,与实验结果相吻合. 展开更多

关键词 锐钛矿 密度泛函理论 掺杂 杂质能级 可见光 平面波超软赝势方法

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Nb掺杂SrTiO₃的光学特性研究 被引量：1

9

作者 石攀登 《应用物理》 2016年第10期212-218,共7页

本文主要根据第一性原理的方法并应用Material Studio中的CASTEP模块分别对SrTiO3以及Nb掺杂SrTiO3两种材料的能带结构和态密度进行了仿真计算,然后对其进行相应的分析最后得出其光学特性。分析结果表明,未掺杂时SrTiO3的价带顶主要是由... 本文主要根据第一性原理的方法并应用Material Studio中的CASTEP模块分别对SrTiO3以及Nb掺杂SrTiO3两种材料的能带结构和态密度进行了仿真计算,然后对其进行相应的分析最后得出其光学特性。分析结果表明,未掺杂时SrTiO3的价带顶主要是由O原子的2p态组成,它的导带底则主要由Ti 3d态贡献;SrTiO3是间接跃迁能带结构,带隙宽度约为1.8 eV。掺杂后系统的带宽为2.02 eV,为直接跃迁能带结构,且与掺杂前相比系统的折射率与静介电常数都有不同程度的增大。 展开更多

关键词 超软赝势 晶格几何结构 能带结构 态密度 光学特性

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SiC多型体几何结构与电子结构研究 被引量：15

10

作者 姜振益 许小红 +2 位作者 武海顺 张富强 金志浩 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第7期1586-1590,共5页

采用平面波超软赝势法和范数不变赝势法对几种SiC多型体的几何结构、能带结构等进行了系统的研究 .结果表明 :6HSiC导带最低点在 ML线上U点 ,用平面波超软赝势法计算时U点 在 (0 0 0 0 ,0 5 0 0 ,0 176 )点附近 ;而用范数不变赝势法... 采用平面波超软赝势法和范数不变赝势法对几种SiC多型体的几何结构、能带结构等进行了系统的研究 .结果表明 :6HSiC导带最低点在 ML线上U点 ,用平面波超软赝势法计算时U点 在 (0 0 0 0 ,0 5 0 0 ,0 176 )点附近 ;而用范数不变赝势法计算时在导带最低点附近能带呈现不连续点 ,不连续点出现在 (0 0 0 0 ,0 5 0 0 ,0 178)点附近 .两种赝势法计算结果相比 ,用平面波超软赝势法得到的导带最低点位置更靠近布里渊区 M(0 ,0 5 ,0 )点 .在平面波超软赝势下 ,随着六角度的增加 ,c p ,c pa增大的趋势较为明显 ,能隙和价带宽度变宽的趋势也较为明显 .在计算极限内 ,绝对零度下 4HSiC系统能量最低、最稳定 ,而Ewald能量显示 3CSiC最稳定 . 展开更多

关键词 多型体 几何结构 密度泛函理论 电子结构 SIC 碳化硅 禁带宽度 平面超软赝势法 晶胞参数 功能材料

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α-Al_2O_3(0001)基片表面结构与能量研究 被引量：17

11

作者 杨春 李言荣 +4 位作者 薛卫东 陶佰万 刘兴钊 张鹰 黄玮 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期2268-2273,共6页

对α Al2 O3( 0 0 0 1)晶体表层三种不同终止原子结构的计算模型 ,在三维周期边界条件下的κ空间中 ,采用超软赝势平面波函数描述多电子体系 .应用基于密度泛函理论的局域密度近似 ,计算了不同表层结构的体系能量 ,表明最表层终止原子... 对α Al2 O3( 0 0 0 1)晶体表层三种不同终止原子结构的计算模型 ,在三维周期边界条件下的κ空间中 ,采用超软赝势平面波函数描述多电子体系 .应用基于密度泛函理论的局域密度近似 ,计算了不同表层结构的体系能量 ,表明最表层终止原子为单层Al的表面结构最稳定 .对由 10个原子组成的菱形原胞进行了结构优化 ,得到晶胞参数值(a0 =0 4 8178nm)与实验报道值误差小于 1 3% .进一步计算了超晶胞 ( 2× 2 )表面弛豫 ,弛豫后原第 2层O原子层成为最表层 ;对不同表层O ,Al原子最外层电子进行了布居分析 ,表面电子有更大的概率被定域在O原子的周围 。 展开更多

关键词 α-Al2O3(0001)基片 表面结构 能量 电子表面态 电子功能薄膜材料 超晶胞 表面弛豫 超软赝势

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Mn掺杂ZnO光学特性的第一性原理计算 被引量：33

12

作者 陈琨 范广涵 章勇 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期1054-1060,共7页

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计算了纤锌矿ZnO及不同量Mn掺杂ZnO晶体的电子结构,分析了掺杂对ZnO晶体的能带结构、电子态密度、差分电荷分布的影响.计算结果表明,随着Mn掺杂含量的增加,ZnO禁带宽度相应增... 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计算了纤锌矿ZnO及不同量Mn掺杂ZnO晶体的电子结构,分析了掺杂对ZnO晶体的能带结构、电子态密度、差分电荷分布的影响.计算结果表明,随着Mn掺杂含量的增加,ZnO禁带宽度相应增加并且对紫外吸收区的光吸收能力也随之增强. 展开更多

关键词 密度泛函理论(DFT) 第一性原理 超软赝势 Mn掺杂ZnO

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N/Zr共掺杂锐钛矿型TiO_2光催化协同作用机制的第一性原理研究 被引量：10

13

作者 熊斯雨 王乐 +1 位作者 董前民 梁培 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2012年第1期6-14,共9页

采用平面波超软赝势法计算了N,Zr单掺杂和共掺杂锐钛矿型TiO2的电子结构和光学性质.根据能量最低原理比较了不同替位掺杂构型的最稳定结构,而后分析单、共掺杂构型中各自的能带结构,通过计算态密度及分波态密度分析了其光学性质改善机制... 采用平面波超软赝势法计算了N,Zr单掺杂和共掺杂锐钛矿型TiO2的电子结构和光学性质.根据能量最低原理比较了不同替位掺杂构型的最稳定结构,而后分析单、共掺杂构型中各自的能带结构,通过计算态密度及分波态密度分析了其光学性质改善机制.此外通过分析体系的电荷密度图得出N与Zr有团簇成键的趋势.对不同掺杂体系的光学性质进行了对比分析,发现共掺杂方法可以有效增强TiO2材料对可见光的吸收以促进其更好的利用太阳能.本文的理论计算和分析将有助于理解共掺杂方法提高TiO2光催化效应的协同作用机制. 展开更多

关键词 平面波超软赝势法 光催化协同作用 共掺杂方法 TIO2

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Co掺杂MgF_2电子结构和光学特性的第一性原理研究 被引量：10

14

作者 张计划 丁建文 卢章辉 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期1901-1907,共7页

基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了Co掺杂MgF2晶体的几何结构、电子结构和光学性质.结果表明,Co掺杂导致MgF2晶体结构畸变,可能发生一种类四方和斜方型结构相变.由于Co原子的加入,体系的禁带宽度减小,可观察... 基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了Co掺杂MgF2晶体的几何结构、电子结构和光学性质.结果表明,Co掺杂导致MgF2晶体结构畸变,可能发生一种类四方和斜方型结构相变.由于Co原子的加入,体系的禁带宽度减小,可观察到半导体—金属性转变.计算也表明,Co掺杂对静态介电常数和光吸收系数有重要调制作用,所得结果与最近实验测量很好相符,揭示了Co:MgF2体系在光学元器件方面的潜在应用. 展开更多

关键词 密度泛函理论(DFT) 第一性原理 超软赝势 Co掺杂MgF2

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Si掺杂β-Ga_2O_3的第一性原理计算与实验研究 被引量：4

15

作者 张易军 闫金良 +1 位作者 赵刚 谢万峰 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期560-566,共7页

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势(USPP)法,在广义梯度近似(GGA)下计算了本征β-Ga2O3和Si掺杂β-Ga2O3的能带结构、电子态密度、差分电荷密度和光学特性.在蓝宝石衬底(0001)晶面上用脉冲激光沉积(PLD)法制备了本征... 采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势(USPP)法,在广义梯度近似(GGA)下计算了本征β-Ga2O3和Si掺杂β-Ga2O3的能带结构、电子态密度、差分电荷密度和光学特性.在蓝宝石衬底(0001)晶面上用脉冲激光沉积(PLD)法制备了本征β-Ga2O3和Si掺杂β-Ga2O3薄膜,测量了其吸收光谱和反射光谱.Si掺杂后β-Ga2O3的整个能带向低能端移动,呈现n型导电性,光学带隙增大,吸收带边蓝移,反射率降低.计算结果与相关实验结果完全符合. 展开更多

关键词 第一性原理 超软赝势 密度泛函理论 Si掺杂β-Ga2O3

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压力作用下透明导电氧化物2H-CuGaO2的结构和性能 被引量：1

16

作者 刘启祥 刘文婷 +2 位作者 鲁一荻 史奔 马艳恒 《工业技术创新》 2019年第3期86-90,共5页

铜铁矿材料(CuMO2)性能优良,是具有本征p型半导体特性的透明导电氧化物,且有2H和3R两种结构。为研究2H-CuGaO2的结构和性能,基于密度泛函理论(DFT)框架下的平面波超软赝势法,计算了压力作用下2H-CuGaO2的晶体结构、弹性性质和电子结构... 铜铁矿材料(CuMO2)性能优良,是具有本征p型半导体特性的透明导电氧化物,且有2H和3R两种结构。为研究2H-CuGaO2的结构和性能,基于密度泛函理论(DFT)框架下的平面波超软赝势法,计算了压力作用下2H-CuGaO2的晶体结构、弹性性质和电子结构。研究发现:1)压力增加能够导致2H-CuGaO2晶胞的收缩;2)在0~30GPa压力范围内,2H-CuGaO2是延展性材料;3)当压力为20.83GPa时,2H-CuGaO2变得不稳定;4)2H-CuGaO2是间接跃迁带隙半导体,价带主要由Cu的3d态及O的2p态电子构成,导带主要由Cu的3p态及O的2p态电子构成,且当压力增加时,带隙值线性增大。本研究对相关材料的使用有参考作用。 展开更多

关键词 透明导电氧化物 2H-CuGaO2 压力 弹性常数 平面波超软赝势法

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