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采用材料计算模拟软件构建材料的原子结构,通过计算得到材料的电子结构信息,可把抽象的能带用计算图谱形象地呈现出来。以二氧化钛为例,构建其晶体结构,通过计算,可得到二氧化钛的电子结构信息,得到直观的能带图,取代了课本中的简易能带图谱。这种教学方式,促进了学生对能带理论的理解和掌握,激发了学生对功能材料电子结构的学习兴趣。 相似文献
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基于密度泛函理论,采用第一性原理投影缀加波方法(PAW),应用广义梯度近似(GGA)处理交换关联能,计算了正交CaTiO3块体材料的晶格参数、电子能带结构、态密度和光学性质。几何优化结果获得的晶格参数和原子坐标与已有的理论和实验数据很吻合。研究表明,正交CaTiO3是带隙为2.43 eV,价带顶和导带底都在Γ点的直接带隙半导体,价带顶和导带底主要由Ti-3d,O-2p态杂化而成。另外,计算了正交CaTiO3的吸收光谱,发现在波长较短的紫外光波段有一强烈吸收峰,基于能带和态密度分析了吸收光谱与电子跃迁间的关系,为正交CaTiO3的应用提供了理论依据。 相似文献
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用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了在A lS b （110）衬底表面外延生长1～6层Bi薄膜的能带结构,计算了它们的带隙。研究发现,不同厚度的Bi薄膜显示出传导性质的奇偶振荡,1层和3层显示出非金属性质,2层和4层及更高的层数转变为金属性质。 相似文献
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李美玲 《鞍山师范学院学报》2012,14(6)
运用密度泛函(DFT)平面波赝势方法(PWP),计算了钠锰氧化物三种物相的状态方程及其电子结构.研究结果表明:利用状态方程得到的钠锰氧化物从尖晶石型结构的SP相转变为CF相和CT相的相变压强分别为4.94 Gpa和20.48 GPa,CF相与实验值误差仅为+0.44 Gpa.进一步对CT相钠锰氧化物的能带结构和态密度的分析表明钠锰氧化物CT相是一种带隙为2.15 eV的窄禁带半导体材料.靠近费米能级附近的Mn-3d电子轨道和O-2p电子轨道的强烈杂化决定了材料的电子性质. 相似文献
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单石墨层(graphene)的制备和其中的新奇物理现象的研究是近几年凝聚态物理学的主要热点之一.这种材料电子能谱具有与无质量Dirac费米子相同的形式,其波函数是手征的.本文研究了调制电磁场对单石墨层电子结构的影响,计算了Lan-dau子能带的带宽和态密度,对电子结构的Weiss振荡与外参数的关系进行了考察.结果可用于gaphene在调制外场中的输运性质的研究. 相似文献
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材料科学基础实验是材料类本科生的专业入门课程,同时也是材料设计的基础课程。课程内容的设置通常遵循材料加工和处理影响材料结构和性质、进一步决定材料性能的规律。通过多年的实验教学,材料科学基础实验内容从实验材料选择、操作简易化、实验现象明显生动等方面进行了逐步优化设计。学生评教结果显示,优化后的实验内容强化了学生对"加工处理→结构→性能"规律的理解,而且有些学生能基于实验数据独立地做出材料设计的决策。 相似文献
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晶界在影响SrTiO3晶体电学性质方面起着重要作用.为了理解晶界结构与电子结构的关系,建立了3个晶界模型和SrTiO3原胞,应用Material Studio的CASTEP模块对它们的能带结构和态密度进行了模拟运算,分析了晶界的存在和晶粒取向度的不同对Ti和O原子的电子结构的影响.结果显示,晶界处会形成明显的缺陷态,而晶粒取向度与晶界角度的不同与缺陷态的性质没有直接的关系.这些发现对了解陶瓷中的晶界电子结构具有积极的意义. 相似文献
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运用基于密度泛函的第一原理方法对具有钙钛矿结构BaTiO3的热物理性能进行了计算,得到了BaTiO3的晶格常数、弹性性能和热物理性能,并对电子结构特性进行分析。计算结果表明：计算所得的晶格常数和实验值符合的很好,计算了钙钛矿结构的BaTiO3的单晶弹性常数,并利用Viogt—Reuss—Hill方法获得了多晶的体积模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比以及弹性各向异性比。由B／G的比值可知,钙钛矿结构的BaTiO3呈脆性性质。能带结构和电子态密度的计算表明,钙钛矿结构的BaTi03是一个具有1．59eV能隙的间隙半导体。利用准谐德拜模型．计算了该化合物的热熔和热膨胀系数随温度和压强的变化关系。 相似文献
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采用基于密度泛函（DFT）理论的第一性原理平面波超软赝势计算方法,对Zn2SiO4∶Mn2＋的电子结构（能结构、态密度）和光学性质进行了理论计算。计算结果表明,Zn2SiO4∶Mn2＋是一种间接带隙半导体,禁带宽度为2.934 eV;其能态密度主要由Zn-3d,O-2p和Si-3p决定;静态介电函数ε1（0）=2.82;折射率n0=1.75;吸收系数最大峰值为7.37×104cm-1;利用计算的能带结构和态密度分析了Zn2SiO4∶Mn2＋材料的介电函数、反射谱、复折射率以及消光系数等光学性质,为Zn2SiO4∶Mn2＋发光材料的设计与应用提供了理论依据。 相似文献
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采用第一性原理密度泛函理论计算方法,对层状BC7化合物可能的堆垛结构和电子性质进行了理论预测.总能量、能带结构和态密度的计算结果表明:基于六方氮化硼结构构建的、沿c轴方向以AA方式堆垛的BC7-VIII结构是最稳定的,BC7单层及堆垛结构都具有金属导电性. 相似文献
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利用传输矩阵法理论,通过数值计算、模拟的方式,研究优化光子晶体量子阱透射能带结构的方法,结果表明：适当调整光子晶体的周期排列结构时,可拓宽光量子阱阱层光子晶体的能带,即可扩大光量子阱透射谱分布的频率范围;当组成光子晶体介质由双正材料置换成双负材料时,光量子阱阱层光子晶体的多能带结构合并成很宽且完整的单能带结构,即可使光量子阱透射谱实现连续频率分布的多通道滤波功能.光子晶体排列结构和不同介质对光量子阱透射能带结构的优化效果不同,对光子晶体量子阱的理论研究、实际设计和应用等,均有积极的指导作用. 相似文献
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文章实验以高纯SnO_2,BaCO_3和ZrO_2为原材料,采用高温固相法烧结制备Zr掺杂的BaSn_(1-x)Zr_xO_3(BSZO)(x=0,0.5,1.0)陶瓷和粉体.通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜分别对粉末样品的结构和表面形貌进行表征和观察,采用紫外可见分光光度计测试样品的光学性质.实验结果表明,随着Zr含量由0增加至1.0,样品的晶格常数从0.411 nm逐渐增加至0.419 nm,同时样品的禁带宽度从3.03 eV逐渐增加到4.96 e V.为验证实验结论的可靠性,用Materials Studio 6.0软件基于密度泛函理论计算BSZO的晶胞参数、能带结构及态密度.计算表明,理论与实验结果变化规律一致. 相似文献
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采用第一原理研究了Au在ZnO两个极性表面（0001）-Zn和（0001）-O的吸附,分析了单层Au吸附在ZnO极性表面上的态密度和吸附构型.计算结果表明：ZnO极性表面上单层Au吸附层能提高Zn原子在（0001）-Zn和（0001）-O面上的吸附能分别0.41 eV/原子和0.42 eV/原子;同时Au吸附层又比Zn吸附层更加活跃,总能计算可以看出Au处于顶端的构型比Au扩散构型更加稳定,使得Au恒处于顶端,很好的解释了Au在ZnO纳米结构生长过程中充当表面活性剂的角色.理论计算与实验中发现Au颗粒总是在生长出的纳米结构的末端这一现象吻合很好. 相似文献
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3D打印可以快速地将理论模型转变成"可视化"模型.在大学化学教学中,不仅可以利用该技术制作复杂灵活的多样化"可视化"模型以帮助学生理解物质结构和轨道理论等抽象概念,而且可以让学生在使用该技术的过程中体验模型的设计并不断提升微观表征能力. 相似文献