张威虎
,
张富春
,
张志勇
,
阎军峰
,
负江妮
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2009.02.009
计算了Ga、Al、In掺杂对ZnO体系电子结构和光学性质的影响.所有计算都是基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一原理平面波超软赝势方法.计算结果表明:Ga、AI、In掺杂在ZnO中占据了Zn位置,为n型浅施主掺杂,导带底引入了大量由掺杂原子贡献的导电载流子,明显提高了体系的电导率.同时,光学带隙展宽,且向低能方向漂移,可作为优良的透明导电薄膜材料.同时,计算结果为我们制备基于ZnO透明导电材料的设计与大规模应用提供了理论依据,也为监测和控制ZnO透明导电材料的生长过程提供了可能性.
关键词:
ZnO
,
第一性原理
,
掺杂
,
光学属性
,
密度泛函理论
宋永东
,
张富春
,
张威虎
,
张志勇
,
李卫东
材料导报
计算了CdO电子结构和光学线性响应函数,从理论上给出了CdO材料电子结构与光学性质的内在关系.所有计算都是基于密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)框架下的第一性原理平面波超软赝势方法.利用精确计算的能带结构和态密度分析了带间跃迁占主导地位的CdO材料的能量损失函数、介电函数、反射谱,理论结果与实验符合,通过电荷密度差分图分析了CdO材料的化学和电学特性,为CdO光电材料的设计与大规模应用提供了理论依据.同时,计算结果也为精确监测和控制该类氧化物材料的生长过程提供了可能性.
关键词:
CdO
,
光学性质
,
电子结构
,
第一性原理
张威虎
,
张富春
,
张志勇
,
薛苏琴
,
杨延宁
材料导报
计算了纤锌矿ZnS以及压力体系下的电子结构,分析和比较了体系的能带结构、态密度、费米能级以及应力对ZnS体系电子结构的影响.所有计算都是基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一原理平面波超软赝势方法.结果表明:随着压力的逐渐增大,Zn-S键长缩短,相互作用增强,价带与导带分别向低能和高能方向移动,带隙Eg展宽,这从理论上解释了ZnS带边和能隙与压力的关系.
关键词:
ZnS
,
第一性原理
,
电子结构
,
应力
管宗甫
,
张素芳
,
杨力远
,
余远明
,
张富春
硅酸盐通报
利用X射线衍射和等离子电感耦合等离子发射光谱研究了烧成温度、烧成气氛、淬冷开始温度等参数对掺杂和不掺杂的实验室合成熟料中阿利特的室温保留晶型和Al3+、Fe3+、Mg2+等主要杂质离子固溶量的影响.随煅烧温度升高,阿利特对称性升高,不掺杂熟料中阿利特晶型从MⅠ转变为MⅠ和MⅢ型的混合体;掺杂熟料中阿利特晶型从MⅠ转变为M和R型混合体.氧化气氛烧成熟料中阿利特的对称性高于还原气氛烧成的.还原气氛烧成熟料中阿利特无论掺杂与否,阿利特室温保留晶型都呈现MⅢ型晶体衍射特征.氧化气氛下烧成掺杂熟料中阿利特为以R型为主的R型和M型的混合体,不掺杂熟料中阿利特以MⅢ型晶体存在.在1450 ℃开始空气淬冷熟料中阿利特晶型对称性要高于其他温度开始淬冷的对称性.掺杂熟料从1450 ℃开始淬冷可以保留较多的R型阿利特.在其它较低温度开始淬冷,掺杂熟料中阿利特更多呈现MⅠ型晶体的衍射特征.不掺杂熟料中阿利特在所有开始温度淬冷,都呈现M型衍射特征.较高的烧成温度、较高的淬冷开始温度、氧化烧成气氛以及合理掺杂条件下,阿利特保留较高对称性的原因在于: 随煅烧温度升高以及随淬冷起始温度的升高,Al3+在阿利特中的固溶量升高,Fe3+的固溶量有所降低,Mg2+的固溶量则没有明显变化.氧化气氛下烧成的阿利特中Al3+的固溶量要高于还原气氛下的,而还原气氛下烧成的阿利特中Fe3+/Fe2+的固溶量高于氧化气氛下的.
关键词:
合成热参数
,
阿利特
,
杂质离子
,
固溶
,
晶型
张威虎
,
吕淑媛
,
张富春
,
张志勇
材料科学与工艺
通过合理设计化学成分以及有效地优化热处理工艺,新研制的系列贝氏体结构钢在保证超高强度(σb>1400 MPa)条件下,塑性与韧性配合良好,且V型缺口冲击能(AKV>140 J)与同强度级别的马氏体钢相比提高一倍多.结合显微分析结果,深入地讨论了韧性改善的物理机制.
关键词:
超高强度钢
,
抗拉强度
,
冲击能
,
铁素体板条
,
亚结构
邵思飞
,
张富春
,
张威虎
,
张志勇
功能材料
计算了Fe掺杂ZnO体系几何结构和电子结构,分析了掺杂对ZnO晶体的电子结构、磁矩、电子态密度、磁学性质的影响.所有计算都是基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一原理平面波赝势方法.计算结果表明:Fe3+并不能占据准确的Zn2+位置,而是沿c轴方向位移了一段距离Δz,这是引起Zn1-xFexO铁磁性的主要原因,理论计算结果与试验结果吻合.
关键词:
ZnO
,
第一性原理
,
铁磁性
,
掺杂
张富春
,
邓周虎
,
阎军锋
,
王雪文
,
张志勇
功能材料
根据密度泛函理论(DFT),采用"总体能量-平面波"超软赝势方法,对不同的Ga掺杂浓度的ZnO晶体几何结构进行了优化,从理论上给出了Ga掺杂ZnO晶体结构参数及性质,为ZnO材料的掺杂改性研究提供了理论依据.计算了Ga掺杂情况下ZnO晶体的总体能量、能带结构、总体态密度、分波态密度.分析了Ga掺杂对ZnO晶体电子结构和光学吸收带边的影响.
关键词:
ZnO
,
密度泛函
,
电子结构
,
掺杂
,
光吸收边
,
Burstein-Moss移动
贠江妮
,
张志勇
,
邓周虎
,
张富春
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2007.06.012
计算了SrTiO3-δ(δ=0,δ=0.125)体系电子结构,分析了氧空位对SrTiO3晶体的价键结构、能带、态密度、分波态密度、差分电荷密度的影响.所有计算都是基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一性原理平面波超软赝势方法.计算结果表明:当氧空位浓度δ=0.125时,空位在母体化合物SrTiO3中引入了大量的传导电子,费米能级进入导带,体系显示金属型导电性.由于空位掺杂,导带底附近的态密度发生了畸变,刚性能带模型不再适合描述SrTiO2.875体系.同时,在导带底附近距离费米能级0.3eV处引入了空位能级,这和实验测得的SrTiO3材料内中性氧空位的电离能约为0.4eV相符.此外,Mulliken布局分析、分波态密度和差分电荷密度分析表明,该空位能级主要由与其最近邻的两个Ti原子的3d电子态贡献,并且由该空位引入的导电电子大部分都局域在空位最近邻的两个Ti原子周围.最后,计算了三种典型平衡条件下SrTiO3晶体内中性氧空位的形成能.
关键词:
第一性原理计算
,
氧空位
,
电子结构
,
形成能
张富春
,
崔红卫
,
杨延宁
,
张威虎
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.14.008
采用基于密度泛函理论框架的第一性原理计算方法,利用 LSDA＋U 方法计算了 CoSi2合金材料的电子结构和光学性质。计算结果表明,CoSi2合金能带结构的导带和价带在费米能级附近存在明显的交叠,表现出半金属特性。随着U 值的增加,费米能级处的能级逐渐分裂,导带部分和价带部分分别向高能和低能方向移动,当U＝8时,CoSi2合金出现自旋劈裂现象。电荷密度计算结果显示 Co—Si 键是一种以共价键为主且含有部分离子键成分的混合价合金材料,载流子具有明显的由 Si 原子向 Co 原子的电荷转移特性。光学吸收谱分析表明,随着U 值的增大,Co-Si2材料的吸收峰发生蓝移现象,吸收峰强度逐渐减弱。这些结果表明,CoSi2合金材料是一种很好的具有一定发光性能的热电材料。
关键词:
CoSi2 合金
,
Hubbard U
,
电子结构
,
光学性质
张富春
,
邓周虎
,
允江妮
,
阎军峰
,
张威虎
,
张志勇
功能材料
计算了外压调制下ZnO体系电子结构特性,分析了外压对ZnO电子结构的影响.所有计算都是基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一性原理平面波超软赝势方法.结果表明:随着压力的逐渐增大,Zn-O键长缩短,价带与导带分别向低能和高能方向漂移,带内各峰发生小的劈裂,带隙Eg明显展宽,Zn的3d电子与O的2p电子杂化增强.
关键词:
ZnO
,
第一性原理
,
电子结构
,
调制
,
应力
