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
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
Topological invariants of electronic currents in magnetic fields
在这篇文章中，它是报告的螺线管性质的量子电子电流在纳米尺度的发散表示为耦合的磁场，与量子体相互作用，并加权Cern不变向量，然后作出直接的拓扑解释这种量子磁现象的制定。此外，电子波的信号的傅立叶分析报告在从头算形式主义从第一原理\cite{Martin}。
2021-02-06 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
Effect of short range order on electronic and magnetic properties of disordered Co based alloys
本文采用增广空间递归方法结合紧束缚线性化Muffin tin轨道（TB-LMTO）方法研究了无序CoPd和CoPt合金的电子结构和磁性.讨论了无序相中存在的短程有序对合金电子和磁性的影响。我们目前的结果磁矩，居里温度和电子能带能量与不同程度的短程有序的不同浓度的钴，并试图理解和比较这些系统中的磁性和有序现象。
2000-03-13 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
Effect of symmetry on the electronic structure of spheroidal fullerenes in a weak uniform magnetic field
在连续场论模型下研究了均匀弱磁场对微形变富勒烯分子电子结构的影响。结果表明，电子能谱的精细结构对磁场的取向非常敏感。特别地，我们发现指向x方向的磁场不影响第一电子能级，而它导致第二能级的分裂。这种行为明显不同于磁场指向z方向的情况。
2007-03-13 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
Review of the Structural Stability, Electronic and Magnetic Properties of Nonmetal-Doped TiO$_2$ from First-Principles Calculations
本文综述了近年来非金属掺杂TiO $_2$的结构稳定性、电子结构、光学和磁学性质的第一性原理理论研究。第一部分介绍了X-阴离子和X-阳离子掺杂的TiO $_2$（X=B，C，Si，Ge，N，P，As，Sb，S，Se，Te，F，Cl，Br，和I）的结构稳定性的比较研究，这揭示了非金属掺杂剂的位置（即，O位或Ti位）的电负性取决于掺杂$_2$的生长条件和掺杂剂的电负性。第二部分综述了非金属掺杂TiO $_2$的电子结构、光吸收和可见光催化活性的机理。第三部分总结了C-（N-和B-）掺杂TiO $_2$中自旋极化和磁耦合特性的起源。
2012-02-25 cond-mat.mtrl-sci
First-principles many-body study of the electronic and optical properties of CsK2Sb, a semiconducting material for ultra-bright electron sources
我们提出了一个全面的第一性原理研究的电子和光学性质的CsK 2Sb，半导体材料的超亮电子源的粒子加速器。我们的研究，基于密度泛函理论和多体微扰理论，提供了所有的成分来模拟这种材料作为光电阴极的发射，包括带隙，带色散和光吸收。一个准确的描述，这些属性超出平均场的图片是相关的，考虑到多体效应。我们讨论了我们的研究结果的背景下，国家的最先进的电子源粒子加速器设置的阶段，对改进建模的量子效率，本征发射度，和其他相关的数量确定的宏观特性的光电阴极的超亮光束。
2018-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure and Optical Properties of the Co-doped Anatase TiO$_{2}$ Studied from First Principles
采用局域自旋密度近似（LSDA）下的赝势平面波（PPL）第一性原理计算，结合全势线性缀加平面波（FP-LAPW）方法，对Co掺杂的室温铁磁绝缘体TiO_2 $_{2}$进行了研究.重点研究了其电子结构和线性光学性质与体系中Co掺杂浓度和氧空位的关系，以探讨其铁磁性的起源。在Co替代Ti掺杂的情况下，计算结果与实验数据符合得很好，表明Co处于低自旋态。研究还表明，氧空位的存在增强了铁磁性，并且对电子结构和光学性质的影响比单独的Co掺杂浓度更大。
2006-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and magnetic properties of the BaTiO$_{3}$/LaMnO$_{3}$ interface: a DFT study
采用密度泛函理论（DFT）从头算方法研究了BaTiO 3/LaMnO 3界面的电子和磁性.通过自旋极化态密度分析了铁电覆盖层厚度对界面性质的影响。
2022-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Main physical characteristics of crystal, magnetic and electronic structures of Ce3+-based perovskites CeTmO3 [Tm3+ = Sc, Ti, V] investigated via the first-principles computational utilizing LDA, PBE-GGA and WC-GGA functionals
采用第一性原理计算方法，系统研究了铈基钙钛矿CeTmO 3 [Tm 3 + = Sc，Ti，V]的主要物理性质、晶体结构、磁性和电子结构.基于密度泛函理论，在Perdew-Burke-Ernzerh和Wu-Cohen的局域密度近似和广义梯度近似下，得到了全势线性缀加平面波。优化后的晶体参数表明，化合物的晶体属立方结构（空间群Pm-3 m，no.221），晶格常数与实验值吻合较好。计算的电子能带结构、态密度和电荷密度揭示了CeTmO 3的金属性质，除了[Tm 3 + = Sc]外，CeTmO 3表现出半金属特性。此外，所有的泛函提供了几乎相似的晶体结构的结果，DOS以及自旋磁矩确认CeTmO 3是铁磁（FM）金属。
2020-09-19 cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculation of electronic density of states and Seebeck coefficient in transition-metal-doped Si-Ge alloys
纳米结构的Fe掺杂Si-Ge合金具有高的$ZT$值和大的Seebeck系数。在这项工作中，在Fe掺杂的Si-Ge系统中的大塞贝克系数定性地再现从计算的电子态密度，其中的混合泛函，HSE 06，用于交换相关功能，以及一个特殊的准随机结构（SQS）的无序原子配置。此外，通过用其他过渡金属（例如Mn、Co、Ni、Cu、Zn和Au）替代Fe，探索了在Si-Ge合金系统中产生更大的塞贝克系数的更好的掺杂剂。
2020-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen on graphene: Electronic structure, total energy, structural distortions, and magnetism from first-principles calculations
利用密度泛函理论计算了氢化单层、双层和多层石墨烯的电子结构、总能量、结构畸变和磁性。研究发现，氢致磁性只能在氢原子浓度很低的情况下（单原子状态）才能存在，而具有优化结构的氢对通常是磁性的。化学吸附能作为氢浓度的函数计算，以及氢结合和释放的能量障碍。结果表明石墨烯是一种很有前景的储氢材料。讨论了石墨烯、纳米管和块状石墨氢化之间的差异。
2007-12-28 cond-mat.mtrl-sci
Sulfur doping effects on the electronic and geometric structures of graphitic carbon nitride photocatalyst: insights from first principles
本文介绍了硫掺杂对石墨碳氮化物（g-C3 N4）电子结构和几何结构影响的第一性原理研究结果。利用从头算热力学方法结合动力学分析，揭示了S掺杂的有利构型。通过对掺杂和未掺杂体系的价电荷密度的分析，我们发现，S部分地向体系贡献了px-和py-电子，同时还向S pz-态反馈了一些电子。为了得到激发电子态的精确描述，我们用GW方法计算了体系的电子结构。计算得到的g-C3 N4的带隙宽度为2.7 eV，与实验结果一致。我们发现，S掺杂导致显着缩小的差距。此外，在掺杂时，刚好在间隙上方的电子状态被占据，这使得材料成为导体。分析的投影局域态密度提供了深入了解的机制，这种戏剧性的变化，在电子结构的g-C3 N4的S掺杂。基于我们的研究结果，我们提出了一个可能的解释S掺杂对g-C3 N4的光催化性能的影响在实验中观察到的。
2012-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and Structural Analysis of a Stable Hydrogenated BN sheet (BHNH): A First Principles Based Approach
从第一性原理密度泛函计算，我们研究了一个稳定的氢化BN片的结构和电子性质，具有公式单元BHNH。在优化的BHNH结构中，H原子稳定在B和N位上，以特定的周期性方式在BN平面的两侧交替，产生不同的BHNH构象，即椅子，船和双。椅型和船型构象类似于石墨烷（CH）的结构。我们提出了一个新的构象，所谓的'双'构象，原来是最稳定的，虽然轻微相对于船构象。所有这些BHNH构象都是绝缘体，带隙在~ 3.0 eV至4.5 eV之间变化。
2010-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of first principles and semi-empirical models of the structural and electronic properties of Ge$_{1-x}$Sn$_{x}$ alloys
我们提出并比较了三种不同的原子模型-基于第一性原理和半经验的方法-的结构和电子性能的Ge $_{1-x}$ Sn $_{x}$合金。采用密度泛函理论计算方法，结合Heyd-Scuseria-Ernzerhof（HSE）和改进的Becke-Johnson（mBJ）交换相关泛函，对一系列Ge $_{1-x}$ Sn $_{x}$合金超晶胞进行了结构弛豫和电子结构计算.在HSE计算的基础上，参数化了半经验价力场势和$sp^{3}s^{\ast}$紧束缚哈密顿量。比较HSE、mBJ和TB模型，并使用HSE结果作为基准，我们证明：（i）mBJ计算以降低的计算成本提供电子结构的精确的第一原理描述，（ii）VFF势足够精确以规避执行第一原理结构弛豫的要求，TB计算提供了一个很好的定量描述的合金电子结构在附近的带边。我们的结果还强调了锡诱导的能带混合在确定Ge $_{1-x}$ Sn $_{x}$合金导能带结构性质方面的重要性。我们提出的理论模型和基准计算通知，使无序合金和纳米结构的预测，计算效率和可扩展的原子计算。这提供了一个合适的平台，支持进一步的理论研究，这种新兴的半导体合金的属性。
2019-08-07 cond-mat.mtrl-sci
First principles studies of the electronic and structural properties of the rutile VO$_{2}$(110) surface and its oxygen-rich terminations
采用密度泛函理论（DFT）研究了金红石VO $_{2}$（110）表面及其富氧末端的结构和电子性质.我们讨论了各种DFT泛函的性能，包括PBE，PBE+U（U = 2 eV），SCAN和SCAN+rVV泛函与非磁性和铁磁自旋序。我们预测存在的环状终止，这是电子和结构相关的V $_{2}$ O $_{5}$（001）单层，并显示出比纯氧吸附相更高的稳定性。尽管事实上，所计算的相稳定性取决于所选择的功能，我们的研究结果表明，采用自旋极化的扫描功能提供了一个很好的折衷产生的金红石VO $_{2}$体相的结构和电子性质的合理描述和形成的焓为不同阶段的钒氧化。
2021-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Dependence of electronic polarization on octahedral rotations in TbMnO3 from first principles
从第一性原理出发，研究了正交晶系TbMnO_3中电子对磁感应极化的贡献。我们比较的情况下，自旋摆线，诱导电极化的强度通过自旋轨道相互作用，是在b-c或a-b平面。我们发现，在第一种情况下，电子的贡献是可以忽略不计的，但更大，和晶格介导的贡献，在第二种情况下。然而，我们知道这种行为是表征结构松弛的Pbnm晶体结构的八面体旋转的特定模式的人工制品。要做到这一点，我们探讨如何电子的贡献变化的结构模型的刚性旋转MnO 6八面体，并证明它可以在很宽的范围内变化，可比的晶格介导的贡献，为b-c和a-b螺旋。我们引入了一个唯象模型，能够描述这种行为的总和，从中心的Mn-Mn键的氧原子的位移所产生的受约束的贡献。
2009-08-30 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of mechanical and electronic properties of bent monolayer transition metal dichalcogenides
采用强约束和适当赋范（SCAN）的meta-GGA（MGGA）方法，通过第一性原理计算，研究了过渡族IV、VI和X的过渡金属二硫属化物（TMD）单分子膜在机械弯曲作用下的力学和电学性质. SCAN提供了TMD单层的相稳定性的准确描述。我们计算的晶格参数和其他结构参数与实验符合得很好。我们发现，弯曲刚度（或抗弯刚度）增加的过渡金属组从IV到X到VI，与PdTe $_2$的例外。讨论了力学性质（局部应变、物理厚度）和电子性质（局部电荷密度、能带结构）随弯曲曲率的变化。在机械弯曲下，这些TMD单层的局部应变分布是高度不均匀的。机械弯曲不仅调谐TMD单层的厚度，而且还调谐局部电荷分布以及能带结构，为这些材料添加更多的功能化选择。
2019-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Newly synthesized Ti5Al2C3: Electronic and optical properties by first-principles method
采用广义梯度近似下的第一性原理赝势平面波方法，对新发现的MAX相Ti 5Al 2C 3进行了理论研究.其能带结构和光学性质均为首次报道。可以看出，Ti的3d电子主要贡献的DOS在费米能级，并应参与导电性能。计算并讨论了Ti_5Al_2C_3的光学性质参数（介电函数、吸收谱、电导率、能量损失谱和反射率）。该材料具有130的大的正静态介电常数，这表明它是良好的介电材料。此外，Ti 5Al 2C 3的反射率在红外-可见-UV区域中高达~ 9.7eV，显示出作为避免太阳能加热的良好涂层材料的前景。关键词：A：Ti 5Al 2C 3; B：第一性原理; C：电子结构; C：光学性质
2012-06-16 cond-mat.mtrl-sci
