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Nb合金化Mg2Ni及其氢化物能量和电子结构的第一性原理研究

张敏刚 , 梁志彬 , 闫时建 , 宫长伟 , 孙钢

稀有金属

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,计算了Nb合金化前后Mg2Ni及其氢化物的能量与电子结构.合金生成焓分析表明:当Nb原子占据Mg(6i)位置时,Mg2Ni的结构最为稳定;进一步对其氢化物进行分析,发现Nb合金化降低了氢化物的稳定性,氢原子的解离能明显减小,表明体系的解氢能力得到增强.电子结构分析表明:Mg2NiH4中存在着较强的Ni-H键的作用,而Mg-H键作用相对较弱,由于Nb与H的作用大于Mg与H的作用,而导致Ni-H键的作用减弱,这可能是Nb合金化后氢化物稳定性降低的一个原因.

关键词: Nb合金化Mg2Ni , 第一性原理 , 稳定性 , 电子结构 , 放氢性能

Cu掺杂对ZnO氧化物电子结构与电输运性能的影响

韦金明 , 张飞鹏 , 张久兴

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2014.03.019

采用平面波超软赝势密度泛函理论计算方法研究了p型Cu掺杂的纤锌矿结构氧化物ZnO的电子结构,在此基础上分析了其电输运性能.计算结果表明, Cu掺杂ZnO氧化物具有0.6 eV的直接带隙,且为p型半导体,在导带和价带中都出现了由Cu电子能级形成的能带,体系费米能级附近的能带主要由Cu p态、Cu d态和Op态电子构成,且他们之间存在着强相互作用.电输运性能分析结果表明,Cu掺杂的ZnO氧化物价带中的载流子有效质量较大,导带中的载流子有效质量较小;其载流子输运主要由Cu p态、Cu d态、Op态电子完成,且需要载流子(空穴和电子)跃迁的能隙宽度较未掺杂的ZnO氧化物减小.

关键词: 材料 , ZnO氧化物 , Cu掺杂 , 电子结构 , 电输运性能

压力对NiO晶体结构及电子结构影响的理论研究

张飞鹏 , 杨欢 , 张忻 , 路清梅 , 张久兴

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2015.06.017

采用密度泛函理论的方法研究了不同压力条件下立方结构NiO氧化物的晶格结构、稳定性和电子结构.计算结果表明,NiO氧化物的晶格参数逐渐减小,键长变小,对称性保持不变;体系费米能先降低后增加;零压力下其存在着0.46 eV的间接带隙,费米能级附近的状态密度较低,随着外压力的增加,带隙先减小再增大,费米能级附近的态密度先增大再减小.分析结果表明,随着外压力的增加,NiO氧化物价带顶附近的载流子有效质量先增大再减小;导带底的载流子有效质量均较小.外界压力还改变了NiO体系的电子分布情况.

关键词: 光电子学 , NiO , 压力效应 , 电子结构

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