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![兩類新型摻雜材料的電子密度泛函理論研究.pdf_第1頁](https://static.zsdocx.com/FlexPaper/FileRoot/2019-3/7/23/2287e287-69b9-463c-8e45-96cd973a527b/2287e287-69b9-463c-8e45-96cd973a527b1.gif)
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文檔簡介
1、隨著計算方法和計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,理論計算化學(xué)在化學(xué)研究中已經(jīng)占有越來越重要的地位。其中,密度泛函方法由于計算量適中、計算精度較高,己成為理論計算化學(xué)領(lǐng)域中最重要的理論方法之一。本論文研究了兩類不同雜質(zhì)摻雜的新型材料,研究涉及的材料物性包括幾何構(gòu)型、電子結(jié)構(gòu)、磁學(xué)性質(zhì)和動力學(xué)性質(zhì)等方面。 在第一章中,簡要介紹了密度泛函理論的基本框架和其發(fā)展過程。首先介紹了密度泛函理論的發(fā)展過程,從Hohenberg-Kohn定理,再到Kohn
2、-Sham方程。而后描述了各種常用的交換相關(guān)泛函,處理強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系的DFT+U理論,和基于密度泛函理論的第一原理分子動力學(xué)模擬。最后是一些基于密度泛函理論的常用軟件包的介紹。 在第二章中,對V摻雜的銳鈦礦型TiO<,2>的幾何電子結(jié)構(gòu),磁性耦合性質(zhì)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的理論研究。采用DFT+U方法之后,Ti<,1-x>V<,x>O<,2>(x=6.25 and 12.5%)呈現(xiàn)了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),這與實驗~致,而傳統(tǒng)的DFT理論卻預(yù)言了金屬性
3、。計算結(jié)果還顯示V雜質(zhì)原子形成近鄰團(tuán)簇時更穩(wěn)定,并通過超交換形成鐵磁性。同時氧空位導(dǎo)致的磁極化子可以調(diào)制相距較遠(yuǎn)的磁性原子為鐵磁耦合。實驗觀測到的V摻雜的銳鈦礦型TiO<,2>所表現(xiàn)出來的鐵磁性很有可能是近程的超交換作用和遠(yuǎn)程的磁極化子調(diào)制共同作用的結(jié)果。 在第三章中,對Li摻雜的β-MnPc進(jìn)行了較為系統(tǒng)的電子結(jié)構(gòu)與分子動力學(xué)理論研究。靜電勢的分析表明MnPc分子的4個外圍氮原子周圍呈電負(fù)性分布。通過靜態(tài)的構(gòu)型優(yōu)化和動態(tài)的分子
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