Z3 Charge Density Wave of Silicon Atomic Chains on a Vicinal Silicon Surface
在Au修饰的邻位硅表面上，沿原子链形成了理想的一维电子系统，但其低温相的性质在过去的二十年里一直是个谜。在这里，我们毫不含糊地确定使用高分辨率原子力显微镜和扫描隧道显微镜的低温结构变形的表面。这个表面的最重要的结构成分，台阶边缘硅链被发现是强烈的屈曲，每三个原子下来，形成三聚体晶胞。这一观察结果与最近的重新杂交悬挂键模型一致，并排除了之前提出的反铁磁自旋有序。的光谱和电子结构计算表明一个电荷密度波绝缘体与Z3拓扑结构，使其有可能利用拓扑相位和激发。Tunneling电流被发现大大降低了三个简并CDW态之间的能量势垒，这在很低的温度下诱导动态波动的CDW。
2022-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vicinal silicon surfaces: from step density wave to faceting
本文研究了在原子台阶透明的情况下，电迁移引起的刻面机制。为了这个目的，我们研究了几个邻位取向的手段，在原位（光学衍射，电子显微镜）以及异位（原子力显微镜，microprofilometry）可视化技术。数据显示，刻面过程分为两个阶段。第一阶段是短的，并导致一个阶梯密度波的外观，与波长大致独立的表面取向。第二个阶段是慢得多，并导致形成的山丘和山谷结构，其周期取决于初始表面取向。一个简单的连续模型使我们能够指出为什么阶跃密度波的波长不依赖于表面的微观细节。最终的波长是由弹性台阶之间的相互作用和刻面边缘的能量成本之间的竞争控制。最后，表面应力的角度依赖性出现作为一个粗粒度的图片从步骤模型。
2007-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Dispersion Corrected DFT Study of Pentacene Thin Films on Flat and Vicinal Au Surfaces
本文采用密度泛函理论研究了并五苯超薄膜在平面[（111）]和邻位[（455）] Au表面上的性质。我们已经进行了晶体和电子结构的计算，通过使用PBE和optB 86 b-vdW泛函和研究的影响，从一个单一的孤立分子的覆盖范围从4单层的覆盖范围不同的覆盖范围的长程范德华相互作用。对于一个孤立的分子，这两个功能产生的中空网站作为最稳定的一个与桥60网站是非常接近的能量的情况下optB 86 b-vdW。并五苯在台阶边缘的结合强度远大于在阶地上的结合强度。比较了不同的实验报道的单层结构，发现（6 x 3）晶胞比（2 x 2 $\sqrt{7}$）和（2 x $\sqrt{31}$）晶胞在能量上更稳定。对于一个单层膜，虽然分散校正的计算有利于平台上的平坦并五苯分子，但标准（PBE）计算发现倾斜和平坦构型在能量上相似（在（111）表面上）或有利于倾斜构型（在（455）表面上）。用optB 86 b-vdW泛函进行的PDOS计算表明，与（111）表面相比，（455）表面的Au态上分子轨道的分散度更大，表明并五苯-金界面处的载流子传输增强，有利于邻位表面。从第二个单层开始，两个泛函都有利于两个表面的倾斜配置。我们的研究结果强调了分散校正的重要性，松散的结合系统，如并五苯在金和步骤的边缘在确定多层膜结构和电荷转移在有机分子-金属界面所发挥的作用。
2014-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Influence of the vicinal substrate miscut on the anisotropic two-dimensional electronic transport in Al2O3-SrTiO3 heterostructures
二维电子系统（2DES）的电阻形成在界面的SrTiO 3（STO）基异质结构显示各向异性输运相对于在低温下的电流方向。我们已经调查了在STO衬底的表面的梯田的影响，从该2DES的制备。由于表面制备的公差，这种台阶总是存在于市售的STO基底中，这导致相对于表面法线的γ ~ 0.1°量级的小的误切角。通过控制基底错切的增加，我们可以系统地减小阶地的宽度，从而增加基底表面台阶的密度。的电阻的面内各向异性进行了研究，作为一个函数的错切角γ，发现主要涉及到从基板表面步骤所产生的界面散射。然而，γ的影响显着降低的STO衬底材料中的阶梯聚束和晶格位错的发生。磁阻（MR）也取决于电流取向，反映了载流子迁移率的各向异性。对于γ>= 2°，MR显著增强，并显示出线性场依赖性的趋势，这对于非均匀导体是典型的。从在小磁场下观察到的弱反定域，我们推断出非弹性散射和自旋轨道耦合的信息。虽然在2D弱局域化的Rashba型自旋轨道耦合相关的字段规模没有显示出与伽马的显着相关性，明显的变化的规模与非弹性散射。
2020-08-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetoelastic mechanism of spin-reorientation transitions at step-edges
利用第一性原理相对论全势线性缀加平面波（FLAPW）计算结果和Néel模型的类比，确定了应变Ni膜中单原子台阶引起的磁各向异性.我们表明，有一个磁弹性各向异性的贡献，单轴磁各向异性能量的邻平面的阶梯表面。除了在平坦Ni/Cu（001）表面上已知的自旋方向重取向转变之外，我们提出了由于磁弹性各向异性而在台阶Ni/Cu表面的邻平面上的自旋方向重取向转变。结果表明，Ni/Cu（1，1，13）台阶表面在16-24层Ni膜的临界厚度处，随着Ni膜厚度的增加，邻平面的磁化强度垂直于台阶边缘。
1999-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Universal Structural Influence on the 2D Electron Gas at SrTiO$_3$ Surfaces
在SrTiO $_3$表面和相关界面发现的二维电子气作为氧化物电子学的一个有前途的基础引起了人们的极大关注。为了充分利用其潜力，必须详细了解这种2DEG对结构变化和表面改性的响应。在这里，我们提出了一个详细的电子结构演化的2DEG作为样品温度和表面台阶密度的函数的研究。通过比较我们的实验结果与\textit{ab initio}计算，我们发现，一个SrO丰富的表面层是电子限制的先决条件。我们还发现局域结构弛豫导致了系统在135 K附近的金属-绝缘体转变。我们的研究提出了一种新的和简单的方式调整的二维电子气通过表面附近，并确定如何操作的前瞻性设备将响应温度的变化。
2021-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure tunability by periodic meta-ligand spacing in one-dimensional organic semiconductors
设计具有不同前线轨道的分子有机半导体是开发具有所需性能的器件的关键。生成具有原子精度的限定的有机纳米结构可以通过表面合成来完成。我们使用这种干化学方法以元结的形式在共轭聚对亚苯基链中引入拓扑变化。通过STM和LEED实验证明，我们在邻位银晶体上制备了一种宏观有序的单层锯齿状链状薄膜。这些交叉共轭的纳米结构有望显示出改变的电子性质，现在通过高度互补的实验技术（ARPES和STS）和理论计算（DFT和EPWE）来解开。我们发现，在弱色散能带结构中，元结占据主导地位，而带隙是可以通过改变线性段的长度来调节的。这些周期性拓扑效应引起相邻线性段之间的电子耦合的显著损失，导致以弱耦合量子点形式的部分电子约束。这种周期性的量子干涉效应决定了链的整体半导体特性和功能。
2020-12-01 cond-mat.mtrl-sci
First-principles investigation of magnetocrystalline anisotropy oscillations in Co$_{2}$FeAl/Ta heterostructures
我们报告的第一性原理研究的磁晶各向异性能（MCAE）振荡作为一个功能的覆盖层厚度的Heusler合金Co \textsubscript{2} FeAl/Ta异质结。在FeAl界面结构中观察到大量的振荡。根据$k$ -空间和能带分解电荷密度分析，这种振荡主要归因于限制在Co \textsubscript{2} FeAl/Ta界面和Ta/真空表面之间的费米能邻位量子阱态（QWS）。共界面结构中较小的振荡幅度可以用界面处的平滑势跃迁来解释。这些研究结果表明，Co \textsubscript{2} FeAl/Ta中的MCAE并不是界面的局部性质，量子阱效应在异质结构的MCAE振荡中起主导作用。这项工作提出了在覆盖层中通过QWS调节MCAE的可能性，并为人工控制磁性隧道结中的磁各向异性能铺平了道路。
2018-02-09 cond-mat.mtrl-sci
C and S induces changes in the electronic and geometric structure of Pd(533) and Pd(320)
我们对C和S在两个不同平台几何形状和宽度的Pd邻位表面上的吸附进行了从头算电子结构计算。我们发现这两种吸附物诱导的表面电子和几何结构的Pd（533）和Pd（320）的显着扰动。特别是吸附在桥位在Pd（320）中的Pd链的边缘处的C被发现穿透表面以形成亚表面结构。吸附能与吸附物-金属键数呈线性关系，C的吸附能在5.31 ~ 8.58eV之间，S的吸附能在2.89 ~ 5.40eV之间。吸附物和表面电子态之间的强杂化导致能带的大分裂，导致邻近吸附物的Pd表面原子在费米能级处的局部电子态密度急剧下降，这可能会毒化表面的催化活性。Pd（533）的结果与先前获得的Pd（211）的结果的比较表明吸附物对Pd表面的几何和电子结构的影响的局部特征。
2006-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Reconstructions and faceting of H-covered Al(111)
第一性原理计算表明，H覆盖层在Al（111）表面诱导了蜂窝状空位重构。在一个ML H覆盖度以上，Al（111）刻面进入（111）附近的表面，在{111}阶地上有{100}刻面单台阶和双台阶以及空位。这些H诱导的重建是稳定的，因为H与{100}面的结合比与{111}面的结合更强。Al（111）的小面化解释了Al（111）的H介导外延中的台阶聚束。H包覆的Al（100）对刻面是稳定的。
1996-07-19 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
Elastic, electronic and magnetic properties of new oxide perovskite BaVO3: a first-principles study
采用第一性原理FLAPW-GGA方法，系统研究了新合成的3d 1钙钛矿型BaVO 3的结构、弹性、磁性、电子结构和化学键图像.所得到的结果进行了讨论，比较与现有的实验数据，以及与之前获得的同构和等电子SrVO 3钙钛矿。
2014-11-19 cond-mat.mtrl-sci
The first principles calculations of the atomic and electronic structure of cubic and orthorhombic LaMnO3 surfaces
结合GGA-平面波的方法实现到VASP - 4.6.19计算机代码与平板模型，我们详细研究了LaMnO 3表面的原子和电子结构，在立方相和正交相。所获得的结果进行了比较与其他ABO 3-钙钛矿的类似研究。
2008-07-11 cond-mat.mtrl-sci
First principles studies of the structural, electronic and optical properties of LiInSe2 and LiInTe2 chalcopyrite crystals
采用第一性原理计算，对黄铜矿族化合物中的两个代表性化合物LiInSe 2和LiInTe 2的结构、电子和光学性质进行了详细的计算.这两种材料被证明是直接带隙半导体。电子性质的分析表明，如果Se被Te取代，共价度增加。两种晶体的光学性质的计算允许得到作为波长的函数的折射率的可靠近似。所有的计算结果与现有的实验数据进行了比较，良好的协议被证明。
2014-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Electronic, magnetic properties and correlation effects in the layered quaternary iron oxyselenide Na2Fe2Se2O from first principles
利用第一性原理计算方法研究了新发现的层状硒氧化合物Na_2Fe_2Se_2O的电子、磁性和关联效应。结果表明，Fe 3d带的电子关联促进了Na2Fe2Se2O从磁性金属或半金属态到反铁磁Mott绝缘态的转变.此外，在Na_2Fe_2Se_2O中的键合图像被描述为离子和共价贡献的各向异性混合物。
2012-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of cubic ScF$_3$ from first-principles calculations
采用第一性原理计算研究了立方三氟化钪（ScF $_3$）钙钛矿的基态性质.利用密度泛函理论（DFT）中改进的混合交换相关泛函，我们比较了用原子轨道线性组合（LCAO）和投影增强波（PAW）方法得到的ScF $_3$的电子性质.这两种方法使我们能够重现实验观察到的立方ScF $_3$在低温下的晶格常数，并预测其电子结构与已知的实验价带光电子和F1 $s$ X-射线吸收光谱的良好协议。
2012-11-24 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Prediction of Electronic Transport in Experimental Semiconductor Heterostructures via Physics-Based Machine Learning
电子输运性质预测的第一性原理技术近年来发展迅速。然而，它仍然是一个挑战，模型异质结构纳入可变性，由于制造工艺。基于机器学习（ML）的材料信息学方法（MI）越来越多地用于加速具有目标特性的新材料的设计和发现，并将第一性原理技术的适用性扩展到更大的系统。然而，很少有研究利用MI来学习电子结构性质，并使用这些知识来预测各自的输运系数。在这项工作中，我们提出了一个电子传输信息学（ETI）框架，该框架训练小系统的从头算模型，并预测硅/锗异质结构的热电势超出了第一原理技术可访问的长度范围，与测量数据相匹配。我们展示了MI的应用，以提取重要的物理，确定电子输运在半导体异质结构，打破了追求的组合策略，特别是热电材料。我们预计，ETI将有广泛的适用性，以不同的材料类别。
2020-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and optical properties of SrTiO3 perovskite using semi-local and hybrid first principles density functional theory
采用密度泛函理论方法，在PBE和HSE水平上研究了钛酸锶钙钛矿的晶格常数。该研究已经在所有3个现有的相，即立方相，正交相和四方相，然而，到目前为止，实验细节仅适用于立方相。
2021-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Structural, electronic and magnetic properties of ether carbides (Fe3W3C, Fe6W6C, Co3W3C and Co6W6C) from first principles calculations
用第一性原理FLAPW-GGA方法计算了一类醚碳化物M3 W3C和M6 W 6C（M= Fe和Co）的结构、电子、磁性和稳定性。优化了各相的几何构型，得到了各相的结构参数、理论密度、结合能和形成能、总态密度和分态密度、原子磁矩，并与已有的理论和实验数据进行了比较分析。
2009-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Study of the structural and electronic properties of semimetallic InBi: first-principles calculation of compound with peculiarities of the electronic structure
本文通过第一性原理计算研究半金属InBi的结构与电子性质，揭示其B10结构下能带特殊性导致计算精度偏低，并提出考虑布里渊区高对称点处补偿半金属条件畸变以改善与实验的一致性。
2024-01-17 cond-mat.mtrl-sci
The structural, elastic, electronic and optical properties of MgCu under pressure: A first-principles study
采用从头算方法研究了压力对CsCl型金属间化合物MgCu的结构、弹性和电子性质的影响。在常压下研究了其光学性质。我们已经进行了平面波赝势方法的第一性原理密度泛函理论（DFT）的框架内实现的CASTEP代码。计算的结构参数与实验和其他理论结果吻合良好。
2016-11-21 cond-mat.mtrl-sci
The general electronic principle driving size-dependent surface chemical activities of nanomaterials
尺寸可以广泛地影响纳米材料在化学吸附、催化、表面效应等方面的表面化学活性（SCA），但其潜在的电子性质一直是个谜。我们报告了一个一般的电子原理，驱动器的大小依赖SCA的起源相结合的实验探测和理论建模。以H_2O_2在TiO_2上的化学吸附为模型反应，通过实验揭示了表面化学相互作用的中心电子过程在于表面原子轨道从能带态到表面配位键的竞争性重新分配.通过定义轨道势，一个网站依赖的固有电子特性，决定表面活动，我们进一步建立了一个数学模型，揭示了结构因素如何与SCA相关的物理本质，特别是大小的作用。我们发现尺寸效应的电子本质在于它与轨道势的负相关以及对其他结构因素如缺陷和配位数的放大效应。
2020-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Stopping and Momentum Density of Diamond Obtained from First-Principles Calculations
我们通过第一性原理，在无规相位近似下，在不可约极化率的积分中，计算了体晶体的波矢和频率相关介电矩阵的“头”元或（0，0）元。我们近似的宏观“头”元素的逆矩阵的倒数值，并在频率和动量积分，以获得电子的能量损失的质子在低速。金刚石靶的数值计算表明，在离子速度低于0.2原子单位时，带隙会导致电子阻止本领的强烈非线性降低。
2000-07-10 cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculations of structural, electronic and optical properties of HfZn2
用从头算方法研究了近铁磁化合物HfZn 2的结构、电子和光学性质。我们已经进行了平面波赝势方法的第一性原理密度泛函理论（DFT）的框架内实现的CASTEP代码。计算的结构参数与实验结果吻合较好。在我们的工作中，我们已经使用GGA-PBE计算的电子性质，发现其结果表现出类似的能带结构定性的LDA计算结果。电子能带结构揭示了金属的导电性，主要贡献来自Hf-5d态。我们的结构和电子性质的结果进行了比较与实验和其他理论结果，只要这些是可用的。
2016-05-16 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of electronic structure, optical and phonon properties of α-ZrW2O8
ZrW 2 O 8在其整个稳定温度范围内表现出各向同性的负热膨胀，但到目前为止，其物理性质和机制尚未得到充分解决。本文从第一性原理出发，系统地研究了α-ZrW_2O_8的电子结构、弹性、热学、光学和声子性质。广义梯度近似（GGA）的计算和实验之间的协议是令人满意的。计算结果可用于相关材料的设计，当采用ZrW_2 O_8调节陶瓷基复合材料的热膨胀系数时，
2016-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Structural, Electronic and Elastic Properties of zincblende III-Arsenide Binary Compounds: First-Principles Study
本文采用第一性原理计算，研究了三价砷化锌二元化合物（BAs，AlAs，GaAs和InAs）的结构、电子和弹性性质。这些性质已被计算使用从头赝势方法的基础上密度泛函理论（DFT）与局域密度近似（LDA）的交换相关势。计算得到的结果与实验数据和其他计算工作进行了比较。它也被发现，我们的结果与LDA是在良好的协议与其他计算工作，只要这些是可用的。
2019-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Stability, structural, elastic and electronic properties of RuN polymorphs from first-principles calculations
用第一性原理计算方法计算了不同配位数CN_s的一氮化钌RuN的六种可能的多晶型：立方锌立方（ZB）和CN_s = 4的类铂钛矿结构;立方岩盐结构（RS）、六方类WC结构和类NiAs结构（CN = 6）以及立方类CsCl结构（CN = 8）表明ZB结构最稳定，这对于RuN比最近报道的合成RuN样品的RS结构更优选。研究了ZB-RuN的弹性和电子性质，并与RS-RuN多晶型物进行了比较。
2010-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Electronic stopping power in insulators from first principles
利用含时的密度泛函理论，我们从第一性原理计算了从运动的质子或反质子到绝缘材料LiF的电子的能量转移率。电子阻止本领与射弹速度的关系显示出有效阈值速度约为0.2 a. u。对于质子，与最近的实验观察一致，也对于反质子。计算出的质子/反质子阻止功率比在略高于阈值的速度（v~0.4 a.u.）下为~2.4，与2.1的实验值相比。射弹能量损失机制被观察到是固定的和非常局部的。
2007-06-15 cond-mat.mtrl-sci
First principles study of optical and tunable electronic properties of crystalline Li2TeO3
采用密度泛函理论（DFT）实现的SIESTA软件，对碲酸盐玻璃Li2TeO3晶体的光学和电学性质进行了研究.材料具有单斜对称结构，材料的单元或原胞在各个方向上都是周期性的，这是研究材料性质的一个重要方面。电子结构表明，它是一种宽禁带半导体，在电场作用下，其性质向金属性转变。这种可调特性可用于电子学的各个领域。研究的光学性质表明，Li2TeO3可以作为空穴传输材料（HTM）用于开发高效的钙钛矿太阳能电池，包括其他应用，以及有前途的材料。
2020-05-17 cond-mat.mtrl-sci
Stacking-Dependent Electronic Properties in GaSe/GaTe Heterobilayers: A First-Principles Study
该研究通过第一性原理计算五种堆叠构型的GaSe/GaTe异质双层，揭示层间配准调控轨道杂化，形成II型能带排列，为纳米电子器件设计提供原子级指导。
2025-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio Calculations of Multilayer Relaxations of Stepped Cu Surfaces
我们提出了不同平台宽度和几何形状的Cu（100）和Cu（111）的几个邻近的多层弛豫的趋势。电子结构的计算是基于密度泛函理论的局部密度近似与范数守恒，非本地赝势的混合基表示。虽然弛豫持续了几个层，主要的影响集中在附近的台阶和角落的原子。在所有表面上，台阶原子向内收缩，与实验结果一致。此外，角原子向外移动，相邻链中的原子经历大的向内弛豫。相应地，最大的收缩（4%）是在台阶原子与其体最近邻（BNN）之间的键长，而角原子与BNN之间的键长有所扩大。表面原子也显示出高达1.5%的变化。我们的结果与LEED数据包括有争议的Cu（511）的情况基本一致。从半经验电位得到的结果发现微妙的差异。
2001-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Structural, elastic and electronic properties of Ir-based carbides-antiperovskites Ir3MC (M = Ti, Zr, Nb and Ta) as predicted from first-principles calculations
本文首次研究了用第一性原理计算预测的Ir基碳化物-反钙钛矿型化合物Ir 3 MC（M=Ti，Zr，Nb和Ta）的结构、弹性、电子性质和原子间成键特征。它们的弹性常数，体积，剪切和杨氏模量，压缩性，泊松比，德拜温度进行了评估，并探讨了它们的稳定性，弹性各向异性，脆/韧性行为，以及电子结构的特点与二元碳化物MC具有NaCl型结构的比较。作者希望所提出的结果将有助于未来的合成这些阶段，以及扩大知识组的反钙钛矿型有前途的材料。
2015-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structures of III-V zinc-blende semiconductors from atomistic first principles
为了分析半导体器件中的量子输运，精确的电子结构对于定量预测至关重要。在这里，我们报告的所有III-V族锌半导体化合物的电子结构的理论分析。我们的计算是从密度泛函理论和最近提出的半局域交换[F. Tran和P. Blaha，Phys. Rev. Lett. 102，226401（2009）]，在线性松饼罐轨道方案内。计算的带隙和有效质量进行了比较，实验数据和良好的定量协议。使用这里提出的理论方案，III-V族化合物纳米结构中的量子输运可以自信地预测。
2013-03-29 cond-mat.mtrl-sci
First-principles electronic-structure calculation of dangling bonds at Si/SiO$_2$ and Ge/GeO$_2$ interfaces
通过第一性原理电子结构计算，研究了Ge/GeO $_2$界面处Ge悬挂键（DBs）没有明显电子自旋共振信号的证据.比较了Si/SiO $_2$和Ge/GeO $_2$界面上DBs的电子结构，发现Ge-DB和Si-DB的电子结构明显不同，Ge-DB态不位于Ge/GeO $_2$界面的带隙内，而Si-DB态明显出现。此外，Ge-DB态的电荷密度分布比Si-DB态的电荷密度分布更宽。这些功能被解释考虑的Ge/GeO $_2$界面的键合网络的金属特性和Ge块体在Ge/GeO $_2$界面由于晶格常数失配的结构变形。
2010-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Structural, electronic, and magnetic properties of Vanadium-based Janus dichalcogenide monolayers: A first-principles study
利用第一性原理计算研究了VSSe，VSeTe，VSTe单分子膜在2 H和1 T相的结构、电子和磁性. 2 H相在VSSe和VSeTe中是能量有利的，而1 T相在VSTe中能量较低。对于2 H相的V基Janus单层膜，磁各向异性的计算显示出一个简单的平面的磁矩。因此，它们不应表现出铁磁相变，而是Berezinskii-Kosterlitz-无铁磁（BKT）相变。一个经典的XY模型与最近邻耦合估计临界温度（T $_{BKT}$）范围从106 K的VSSe到46 K的VSTe。
2020-10-29 cond-mat.mtrl-sci
First principles study of strain/electronic interplay in ZnO; Stress and temperature dependence of the piezoelectric constants
我们提出了一个第一性原理研究的应力，温度和压电ZnO的电子性质之间的关系。我们的方法是密度泛函理论和密度泛函线性响应在局域密度近似下的平面波赝势实现。我们观察到显着的变化时，材料的压电和介电常数被扭曲。这种应力依赖性是O $2p$和Zn $3d$电子之间强的、键长依赖性的杂化的结果。我们的研究结果表明，可以通过控制ZnO的晶格常数，例如通过在适当的衬底上外延生长，来实现对特定器件应用的压电性能的微调。
2000-07-12 cond-mat.mtrl-sci
Relativistic First-Principles Full Potential Calculations of Electronic and Structural Properties of group IIIA-VA semiconductors based on Zeroth Order Regular Approximation (ZORA) Hamiltonian
采用零阶正则近似（ZORA）相对论哈密顿量和Kohn-Sham形式的密度泛函理论（KSDFT），在局域自旋密度近似（LSDA）下，对Ⅲ A-VA族（InAs，GaAs，InP）半导体进行了第一性原理全势计算.相对论的影响是通过执行完全相对论，标量相对论和非相对论计算来阐明的。结构和电子能带结构参数的确定，包括分裂能量，带隙，和变形势。利用投影布居加权态密度（PDOS）和重叠布居加权态密度（OPWDOS）研究了平衡态和静水压下的化学键性质。将ZORA结果与增强平面波加局域轨道方法（APW+lo）进行了比较，并进行了实验验证.建立了ZORA相对论哈密顿量用于研究半导体电子和结构性质的可行性和鲁棒性。
2010-05-04 cond-mat.mtrl-sci
First principles calculations of the electronic properties of O- and O2-NbSe2 complexes
目的：我们研究了单层二硒化铌（NbSe 2）上的O和O2的相互作用，使用量子Espresso 6.7中的第一性原理计算提供有关复合物的电子性质的理论预测。众所周知，考虑原始纳米材料（如NbSe 2）中的杂质非常重要，因为它可以改变其某些特性。方法：本文对O-和O_2-NbSe_2配合物的电子密度和电子结构进行了拓扑分析和计算。电荷密度差（CDD）和Bader电荷分析表明，O和O2作为氧化剂和积累的电子电荷从NbSe 2。结果：配合物的电子性质计算表明，NbSe 2在吸附O和O2后仍保持其金属性质。净电荷转移的计算表明，原子和分子氧积累了电子电荷，而NbSe 2耗尽了电子电荷。这些结果显示了定制NbSe 2的电子性质的可能性。结论：O和O2与单层NbSe 2的相互作用引起电荷重新分布，同时保持NbSe 2的金属性。在所有情况下，结果与已建立的工作一致，这些工作显示了改变NbSe 2的电子性质的可能性，这可能在纳米技术和其他纳米电子相关器件中开辟一些潜在的应用。
2022-02-12 cond-mat.mtrl-sci
A first-principles characterization of the structure and electronic structure of $α$-S and Rh-S chalcogenides
我们使用第一性原理计算研究了三种已知形式的Rh-S硫族化合物的结构、电子和热力学性质：Rh $_2$ S $_3$、Rh $_3$ S $_4$和Rh $_{17}$ S $_{15}$。在这种方法中，以前只研究了这些感兴趣的催化材料中的第一种。我们发现，Rh $_{17}$ S $_{15}$结晶在{ \em Pm}\={3}{ \em m}中心对称结构，实验上相信，但从未证实。我们显示这些化合物的能带结构和态密度。最后，我们还研究了固体硫（$α$ -S）的基态结构，由于其要求的128个原子的晶胞和S $_8$单元之间的色散相互作用，这是对完全第一性原理计算提出挑战的少数元素之一。
2009-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical properties and electronic structure of the incompressible rhenium carbides and nitrides: A first-principles study
利用第一性原理计算，研究了新合成的不可压缩化合物Re 2 C、Re 2 N、Re 3 N和一个类似化合物Re 3 C的结构稳定性、力学性质和电子结构.我们的结果与现有的实验和理论数据吻合得很好。建议的Re 3C被证明是精力充沛，机械和动态稳定，也不可压缩。此外，这些化合物的不可压缩性来源于Re的5d轨道与C或N的2 p轨道杂化的强共价键特征，以及相互连接的键的锯齿形拓扑结构，例如，Re-Re、Re-C或Re-N键。
2015-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Electronic stopping for protons and α particles from first-principles electron dynamics: The case of silicon carbide
我们提出了第一性原理确定具有重大技术意义的半导体材料：碳化硅中质子和α粒子的电子阻止能。计算是基于非平衡模拟的电子响应，快速离子使用实时，时间依赖的密度泛函理论（RT-TDDFT）。我们比较的结果，从这个第一性原理的方法，广泛使用的线性响应形式主义和确定的离子速度范围内的线性响应处理是适当的。我们还使用非平衡电子密度在我们的模拟定量地解决长期存在的问题的速度依赖的有效电荷状态的抛射离子在材料中，由于其在线性响应理论的重要性。我们进一步研究了最近提出的质心路径近似的有效性，以减少从RT-TDDFT模拟获取停止功率曲线的计算成本。
2018-05-01 cond-mat.mtrl-sci
First principles study of electronic and structural properties of single walled zigzag boron nitride nanotubes doped with the elements of group IV
采用密度泛函理论研究了掺杂元素周期表第IV族元素的（10，0）-氮化硼纳米管（BNNT）的结构、电子性质和稳定性. HOMO-LUMO间隙已被强烈修改和处理的双重方式，通过选择B或N位的掺杂剂原子。形成能计算表明，B位掺杂比N位掺杂稳定.结果还表明，除了B位碳掺杂的BNNT外，所有掺杂剂都使BNNT转变为p型半导体。
2017-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Structural, elastic and electronic properties of Fe3C from first-principles
采用广义梯度近似下的第一性原理计算，预测了Fe3C的晶格参数、弹性常数、振动性质和电子结构.它的九个单晶弹性常数是通过计算总能量或应力作为施加应变的函数而获得的。此外，其中六个是由计算的纵向和横向声学声子分支沿[100]，[010]和[001]方向的初始斜率确定的。三种方法的计算结果吻合较好，多晶弹性模量的计算值与实验值也基本吻合。我们的计算表明，Fe3C是机械稳定的。实验观察到的高弹性各向异性的Fe 3C也证实了我们的研究。基于电子态密度和电荷密度分布，分析了Fe3C中的化学键，发现其表现出金属、共价和离子特征的复杂混合物。
2007-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Lattice Dynamics, Mechanical Properties, Electronic Structure and Magnetic Properties of Equiatomic Quaternary Heusler Alloys CrTiCoZ (Z =Al,Si) using first principles calculations
采用第一性原理计算研究了CrTiCoZ（Z= Al/Si）新型四元Heusler合金的结晶稳定性、动力学、力学、电学和磁学性质。Y型III原子构型被认为是这两种化合物的最稳定的结构。这两种化合物的熔化温度分别高达2142 K和2420 K的CrTiCoAl和CrTiCoSi，分别。用GGA-PBE方法计算了CrTiCoAl的电子结构，结果表明CrTiCoAl具有半金属性质。自旋下降通道表现出0.15 eV的直接带隙，而自旋上升通道是金属的，使得CrTiCoAl成为具有100%自旋极化和-2玻尔磁子的可观磁矩的半金属铁磁体。CrTiCoAl的居里温度远高于室温（385 K），而CrTiCoSi的居里温度低于室温（203 K）。
2022-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Geometrical and electronic structures of the (5, 3) single-walled gold nanotube from first-principles calculations
在局域密度近似（LDA）下，基于密度泛函理论研究了直径为4纳米的完整和变形（5，3）单壁金纳米管（SWGT）的几何结构和电子结构.计算出的放松的几何形状显示出明显的显着偏差，从那些理想的轧制三角形金片。结果表明，不同的应变对SWGT的电子结构和态密度有不同的影响。小的剪切应变会降低形变SWGT的单金原子结合能，这与实验观测结果一致。最后，我们发现有限SWGT可以显示金属-半导体的转变。
2007-07-17 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Electronic Structure of Mn doped GaAs, GaP, and GaN semiconductors
基于局域自旋密度近似（LSDA）和自相互作用修正的局域自旋密度方法（SIC-LSD），对Mn掺杂Ⅲ-Ⅴ族半导体的电子结构进行了第一性原理计算.我们发现，这是至关重要的，使用自相互作用自由的方法来正确地描述电子基态。的SIC-LSD计算预测适当的电子基态配置的Mn在GaAs，GaP和GAN。对（GaMn）As中的磁矩和p-d交换进行了定量计算，结果与实验符合得很好。这些结果使我们能够验证常用的磁性半导体模型。此外，我们讨论了从密度泛函理论计算中提取局域能级结合能的微妙问题。我们提出了三种方法，考虑到最终状态的影响，以估计的结合能的锰在GaAs的d水平。我们发现计算值和估计从photoemisison实验之间有很好的协议。
2006-10-13 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study on the stability and electronic structure of monolayer GaSe with trigonal-antiprismatic structure
采用第一性原理计算研究了最近发现的一种新的多晶型--三角反棱柱（AP）结构的GaSe单层膜的结构稳定性和电子态. AP相GaSe单层被发现是稳定的，并且能量和晶格常数的差异是小的，当与传统的三角棱镜（P）结构的GaSe单层被发现是基态的计算相比。此外，它揭示了P相和AP相的GaSe单层膜的相对稳定性反转拉伸应变。这些计算结果提供了深入了解AP相的GaSe单层在外延生长的GaSe薄膜的形成机制。
2020-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Orbit Interaction Effects in the Electronic Structure of B20-type CoSi: First-Principles Density Functional Study
我们对非磁性B20型CoSi进行了完全相对论第一性原理密度泛函计算。自旋-轨道相互作用对手性晶体的电子结构有着重要的影响。计算的费米能周围的能带结构示出了由$real$ - $spin$ Weyl哈密顿量表示的布洛赫矢量$k$ -线性色散，即，无质量的狄拉克哈密顿量在$Γ$点附近的等能面上，我们发现了Bloch $\boldsymbol k$ -矢量空间（动量空间）中的刺猬状自旋织构. $k$线性色散的费米速度约为0.22 $v^g_F$，其中$v^g_F$是石墨烯的费米速度。
2014-01-25 cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculation of electronic polarization of III-V nanotubes
采用第一性原理研究了BN和AlN纳米管及其石墨片在外加电场作用下的电子极化。我们发现锯齿形纳米管的原子极化率随直径的减小而增大，而扶手椅形纳米管的原子极化率随直径的减小而减小。极化的变化与B或Al原子周围的键的外角有关，而与N原子周围的键的外角无关。锯齿形纳米管的极化随着直径的减小而增加，这是由于当它们被缠绕成管状时，外角的大变化引起的。另一方面，键长的减小导致薄扶手椅型纳米管的弱极化。
2008-06-27 cond-mat.mtrl-sci
First principles electronic structure of spinel LiCr2O4: A possible half-metal?
我们采用第一性原理电子结构计算来研究假设的（但似乎合理的）氧化物尖晶石，LiCr 2 O 4与d^{2.5}电子配置。在第一性原理框架下，通过结构弛豫得到了该化合物的晶胞（立方）和内部（氧位）结构参数。在单电子能带图中，我们发现LiCr_2 O_4是磁性的，是一种候选的半金属。电子结构是从密切相关的和众所周知的金红石半金属氧化铬有很大的不同。特别是，我们发现一个较小的导带宽度的尖晶石化合物，也许是由于不同的拓扑结构的尖晶石晶体结构，和降低的氧化态。在LiCr_2 O_4立方晶体结构的参数空间中映射了其磁性和半金属性。与超导LiTi 2 O 4（d^{0.5}）、重费米子LiV 2 O 4（d^{1.5}）和电荷有序LiMn 2 O 4（d^{3.5}）的比较表明，在这些非常不同的材料中，几乎刚性的能带图像涉及E_F位置的简单移动。比较还与ZnV 2 O 4（d^{2}），相关绝缘体，经历了结构和反铁磁相变的电子结构。
2004-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Hartree-Fock Pseudopotential on the First-principles Electronic Structure
密度泛函理论（DFT）在处理元素的定域态时会遇到严重的困难，例如具有占据d态的过渡金属和氧。相比之下，Hartree-Fock（HF）方法可以更好地处理这种局域态。在这里，我们开发HF赝势一起使用的DFT固体。计算成本与标准DFT相当。对一系列具有不同物理性质的II-VI、III-V和IV族半导体的计算表明，含有d电子的系统的带隙明显改善，从而指出了电子理论的新方向。
2018-02-20 cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculation of electronic excitations in solids with SPEX
我们描述的软件包DAC，它允许第一性原理计算的准粒子和集体电子激发在固体中使用的技术，从多体微扰理论。该方法基于全势线性增强平面波（FLAPW）方法，该方法平等对待核心电子和价电子，可应用于各种材料，包括过渡金属和稀土。经过讨论的基本功能，有助于高数值效率的代码，我们提出了说明性的结果准粒子能带结构计算的GW近似内的电子自能，电子能量损失谱与带间和带内跃迁以及局域场效应，和自旋波谱的巡回铁磁体。在所有情况下，包括多体相关条款导致非常好的定量协议与实验光谱。
2011-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Angle-resolved photoemission and first-principles electronic structure of single-crystalline $α$-uranium (001)
继续Opeil等人[Phys. Rev. B \textbf{73}，165109（2006）]的工作开始的光电发射研究，在本文中，我们报告了在173 K下对高质量单晶$α$ -铀进行的角分辨光电发射光谱（ARPES）研究的结果。使用X射线劳厄和低能电子衍射（LEED）图案的表面重建效果的情况下进行验证。我们比较的ARPES强度图与第一性原理能带结构计算使用广义梯度近似（GGA），我们发现良好的相关性与计算的色散的电子带。
2006-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Lattice vibrations and electronic properties of GaSe nanosheets from first principles
用密度泛函微扰理论研究了体材料$\varepsilon$ -GaSe和单、双、三四层GaSe的电子性质和晶格动力学.少四层系统是具有基本带隙的间接性质的半导体，并且在价带的顶部观察到墨西哥帽形状。声子分支分析揭示了所有系统的动力学稳定性与二维系统中的LO-TO分裂击穿一起考虑。平面内（E）和面外（A）带中心晶格振动主导拉曼和IR光谱。
2019-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Lattice dynamics and electronic structure of energetic solids LiN3 and NaN3: A first principles study
采用密度泛函理论计算了层状单斜碱金属叠氮化物LiN3和NaN3的晶体结构、弹性、晶格动力学和电子性质。利用各种色散修正密度泛函研究了范德华相互作用对基态结构性质的影响。在平衡晶体结构的基础上，计算了化合物的弹性常数、声子色散和声子态密度。利用最近开发的Tran Blaha修正的Becke Johnson（TB-mBJ）泛函得到了精确的能带隙，发现两种叠氮化物都是直接带隙绝缘体。
2013-11-01 cond-mat.mtrl-sci
