Structural, elastic, electronic, bonding, thermal, and optical properties of topological Weyl semimetal TaX (X = P, As): Insights from ab-initio calculations
本文采用第一性原理方法，采用密度泛函理论，对TaX（X = P，As）的结构、弹性、力学、电学、成键、声学、热学和光学性质进行了详细的研究。弹性常数和模量的综合研究表明，钽和钽砷具有低至中等水平的弹性各向异性（取决于措施），合理良好的机械加工性，混合键合特性与离子和共价键的贡献，脆性和相对较高的维氏硬度与低德拜温度和熔化温度。计算了TaX（X = P，As）的最小热导率和各向异性。键族分析支持弹性参数预测的键合性质。体电子能带结构计算揭示了清晰的半金属特征与签名狄拉克锥附近的费米能级色散。在费米能级上的态的电子能量密度中的赝能隙将成键态和反键态分开，表明四元TaX（X = P，As）具有显著的电子稳定性.的反射率光谱显示几乎非选择性的行为在很宽的范围内的光子能量，包括可见光到中紫外区域。在宽光谱范围内的高反射率使TaX适合作为反射涂层。TaX（X = P，As）是非常有效的紫外线吸收剂。由于电子能带结构的各向异性性质，这两种化合物都具有适度的光学各向异性。折射率在红外到可见光范围内非常高。所有的能量依赖的光学参数显示金属的功能，并完全符合基本的体电子态密度计算。
2020-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Elastic, electronic, bonding, and optical properties of WTe2 Weyl semimetal: A comparative investigation with MoTe2 from first principles
Td-WTe 2是拓扑Weyl半金属。WTe 2的正交结构在室温下是稳定的。利用密度泛函理论对WTe 2的弹性、电子、成键和光电性质进行了详细的研究。第一次研究了WTe 2的弹性行为和各向异性指数。还首次探讨了组成原子间的成键性质和电场偏振依赖的光学常数。WTe 2是弹性各向异性的;另一方面，光学各向异性较低。电子能带结构显示出布里渊区沿一定方向的准线性色散，具有半金属特征。费米能级位于分离成键态密度和反键态密度的赝能隙处。电子有效质量张量被预测为高度方向依赖。能量色散在c方向上明显较弱。WTe 2中的键合是共价键和金属键的混合物。光电特性在宽的光子能量带上显示出强反射特性。这种化合物是紫外线辐射的强吸收剂。德拜温度已从弹性常数计算。我们将WTe 2的所有计算物理性质与同构MoTe 2 Weyl半金属的物理性质进行了比较。比较了WTe 2和MoTe 2的性能。WTe 2的计算参数也已与那些已经在文献中进行了比较。已经达成了很好的协议。
2020-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen Bonding: A Mechanism for Tuning Electronic and Optical Properties of Hybrid Organic-Inorganic Frameworks
在这里，我们表明，在这一领域的重大进展可能会实现通过引入结构元素，形成氢键与环境。考虑具有不同结构排序的混合骨架材料的几个实例，其含有与电负性卤素阴离子（Cl-、F-）形成强氢键的质子化锍阳离子H3 S+，我们发现氢键增加了材料的结构稳定性，并且可用于调节带隙附近的电子态。我们认为，这种行为具有普遍性，并应观察到在杂化无机-有机骨架材料含有质子化阳离子。这种效应可以作为光电和光伏应用的可行途径。
2016-04-25 cond-mat.mtrl-sci
First-principles phase stability, bonding, and electronic structure of actinide metals
锕系元素金属是稀缺的，通常有毒和放射活性，给实验和理论带来挑战，同时提供迷人的物理学。出于实用目的，它们是对核特性感兴趣的材料的普遍构建模块。然而，在这里，我们将重点放在与它们的电子结构和凝聚态的特征键的锕系元素的基本性质。锕系元素自然分为两部分。首先，较轻的锕系元素从钍到钚，通常被称为早期锕系元素，它们的原子体积变化让人想起过渡金属，表明它们逐渐占据成键的5f态。第二，较重的（或晚）锕系元素，Am及以后，表现出与稀土金属相当的体积行为，因此意味着非键5f态。可以说，钚金属是介于这两个子集之间的特殊情况，因为它与两者都有一些共同的特征。因此，我们讨论了早期的锕系元素，钚金属，和晚锕系元素分别应用第一性原理密度泛函理论（DFT）计算。分析包括成功和失败的理论，主要描述相稳定性，键合，和电子结构。
2016-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Single 3$d$ transition metal atoms on multi-layer graphene systems: electronic configurations, bonding mechanisms and role of the substrate
用X射线磁性圆二色性和电荷转移多重态理论研究了Fe、Co、Ni和Cu吸附原子在石墨烯和石墨表面的电子构型。长程相互作用和局部化学键之间的微妙的相互作用被发现影响吸附原子的平衡距离和磁矩。Fe和Co的结果与在石墨烯和石墨上具有不同3个$d$ -壳的纯物理吸附物质（分别为$d^{n+1}$和$d^n$）一致.另一方面，对于晚期3 $d$金属Ni和Cu，发现化学吸附的趋势，其强烈地淬灭两个衬底上的磁矩。
2014-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and bonding properties of cobalt oxide in the spinel structure
尖晶石钴氧化物Co 3 O 4是一种磁性半导体，含有Co2+和Co 3+氧化态的钴离子。采用密度泛函理论（DFT）在广义梯度近似（GGA）、GGA+U和PBE 0杂化能级上研究了Co 3 O 4的电子、磁性和成键性质. GGA正确地预测Co 3 O 4是半导体，但严重低估了带隙。GGA+U的带隙（1.96 eV）与可用的实验值（~ 1.6 eV）吻合良好，而使用PBE 0杂化泛函获得的带隙（3.42 eV）被严重高估。所有采用的交换相关泛函预测3个未配对的d电子的Co 2+离子，与晶体场论，但由GGA+U和PBE 0给出的磁矩的值更接近于实验比GGA值，表明钴局域d态的更好的描述。成键性质研究的最大局部化Wannier函数（MLWFs）的装置。我们发现d型MLWFs的钴离子，以及Wannier功能与钴和氧离子之间的sp 3d键的字符。这种杂化的键合状态表明在该化合物的主要离子键合机制中存在小的共价组分。
2011-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio investigation of hydrogen bonding and electronic structure of high-pressure phases of ice
我们报道了在大的高压范围内对冰的氢键、几何结构、电子结构和晶格动力学的详细的从头计算研究，包括冰X相（55- 380 GPa），以前理论上提出的高压相冰XIIIM（参考文献10）。1-2)（380 GPa）、冰XV（我们从冰XIIIM衍生出的新结构）（300- 380 GPa），以及常压低温相冰XI。与其它材料不同的是，在55 ~ 290 GPa范围内，冰X的禁带宽度随压力线性增加，电子态密度（DOS）表明，相对于费米能级，价带有红移的趋势，而导带有蓝移的趋势.这一现象被解释为高压引起的氢氧之间s-p电荷转移的变化。发现冰X存在于75 ~ 290 GPa的压力范围内。在300 GPa以上，发现了一种新的氢键结构，即冰XV，其中50%的氢原子位于O-H-O键的对称位置，另一半不对称。揭示了氢键对称性破缺的物理机制。
2007-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Structural, electronic and bonding properties of zeolite Sn-Beta: A periodic density functional theory study
利用周期密度泛函理论研究了Sn-10的结构、电子和成键性质。用Sn原子取代了晶体中9个不同的T位，并使用平面波基组结合超软赝势对所有9种几何构型进行了完全优化。在结构和电子性质的基础上，它已被证明，Sn原子的取代在x-Sn骨架是一个吸热过程，因此，在x-Sn的掺入是有限的。最低未占分子轨道（LUMO）能量已被用来表征每个T-网站的路易斯酸。根据相对结合能和LUMO能，T2位是Sn原子在Al_2O_3骨架中最有利的取代位置。
2005-04-07 cond-mat.mtrl-sci
First principles investigations of electronic, magnetic and bonding peculiarities of uranium nitride-fluoride UNF
基于密度泛函理论的几何优化和磁结构研究，与UO 2等电子的独特的铀氮氟化物UNF，显示出独特的差异化的物理性质。这种对氧化物的特异性与混合的阴离子亚晶格和层状的四元结构有关，其特征在于由离子型[F2]2-酮夹层的共价型[U2 N2]2+基序，并在本文中用电子定位函数图进行了说明。特别是离子共价化学图像显示，基于重叠布居分析，较强的U-N键合相对于N-F和d（U-N）< d（U-F）距离。基于LDA+U计算，基态磁性结构是绝缘反铁磁体，每个磁性子单元具有2个玻尔磁子磁化强度和~2 eV带隙。
2017-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Bonding and Electronic Properties of Ice at High Pressure
用从头算方法模拟了兆巴压力下水冰的性质。重点在于金属Cmcm相和它的绝缘扭曲的类似物与Pnma对称性。最近预测这两个阶段分别发生在15.5和12.5毫巴[物理评论快报。105（2010）195701]。对Cmcm相的费米面进行了分析，讨论了费米嵌套的可能性。计算了Pnma结构的Wannier轨道，并与冰X进行了比较。虽然冰X显示出典型的sp3杂化，但在Pnma结构中，轨道变形，不再与氢键对齐。
2011-05-31 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Study of Magnetism, Electronic Structure, and Bonding in Nb-Mn-Ge Kagome Compounds
Ames National Laboratory, U.S. Department of Energy, Iowa State University（艾姆斯国家实验室，美国能源部，爱荷华州立大学）；Department of Physics and Astronomy, Iowa State University（爱荷华州立大学物理与天文系）；Department of Physics, Xiamen University（厦门大学物理系）
本文通过第一性原理计算系统研究了三种Nb-Mn-Ge Kagome化合物的磁性基态、电子结构与成键特性，发现其磁各向异性行为各异，并指出需实验验证预测。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Nature of the electronic states involved in the chemical bonding and superconductivity at high pressure in SnO
我们研究了电子结构和费米面的SnO使用密度泛函理论（DFT）计算在最近提出的交换相关势（PBE+mBJ）在环境条件下和高压高达19.3 GPa的超导性观察。结果发现，Sn价态5s，5 p和5d与O 2 p-态强烈杂化，并且我们的DFT计算与O K边X射线光谱测量的占据和空态都很好地吻合。结果表明，在半导体带隙中出现的金属态是由于SnO中Sn的最低价态所对应的O2 p-Sn 5sp弱杂化子带的转变所致.我们讨论的性质的电子状态参与化学键和形成的空穴和电子口袋嵌套作为一种可能的方式超导。
2011-07-18 cond-mat.mtrl-sci
H-Si bonding-induced unusual electronic properties of silicene: a method to identify hydrogen concentration
通过第一性原理计算研究发现，氢化硅烯由于具有强的H-Si键而具有特殊的性质。不同的电荷分布、键长、能带和态密度强烈地依赖于不同的氢构型和浓度。强的H-Si键和弱的sp3杂化的竞争控制了电子性质。椅子配置属于半导体，而顶部的配置显示在费米能级几乎无色散的能带。这两个体系在中能区都表现出与H相关的部分平坦带，而在浓度降低过程中，低位π带会恢复。它们的态密度在中能区有明显的峰值，顶部系统在E=0处有类似δ函数的峰值。这些峰的强度随着浓度的降低而逐渐减弱，为扫描隧道光谱实验中识别H-浓度提供了一种有效的方法。
2015-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure, mass fluctuation, and Localized Bond Properties of two-dimensional double-layer transition metal chalcogenide MX$_2$ (M = Mo, W; X = S, Se, Te) Calculated Based on Density Functional Theory and BBC model
本研究通过密度泛函理论计算，系统分析了二维双层过渡金属硫属化物MX2的电子结构与成键性质，揭示了电荷转移对质量涨落的影响，为材料应用奠定理论基础。
2025-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Linking Electronic Bonding and Short-range Order to Strength in $α$-Titanium Alloys: A First-Principles Study
IITK（印度理工学院坎普尔分校）
该研究基于第一性原理，结合DFT计算与ICOHP等量子化学描述符，揭示了α钛合金中置换原子短程有序对电子键合及力学性能的影响，开发出超越传统经验方法的抗拉强度预测模型，为高性能结构材料计算设计提供了重要进展。
2026-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Structural, elastic, electronic, and bonding properties of intermetallic Nb3Pt and Nb3Os compounds: a DFT study
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，对A-15 Nb基金属间化合物Nb 3B（B = Pt，Os）的结构、弹性、电子和成键性质进行了理论研究.优化的电池参数被发现是在良好的协议与现有的实验和理论结果。计算了化合物的零温零压弹性常数，研究了化合物的各向异性行为。这两种化合物都具有机械稳定性和延展性。首次导出了Pugh比、Cauchy压力、切削性能指数等弹性参数。与Nb 3 Pt相比，预期Nb 3 O 5具有良好的润滑性能。研究了自旋-轨道耦合（SOC）前后的电子能带结构和能量密度。两种化合物的能带结构都是自旋对称的。电子能带结构和态密度表明，这两种化合物都是金属性的，其导电性主要来源于Nb的4d态。首次研究了费米面特征。Nb_3B的费米面包含空穴和电子的变化，因为一个取代Pt与Os。电子电荷密度分布表明，Nb_3Pt和Nb_3Os都有离子和共价键的混合物。用Mulliken键布居分析解释了这些化合物中原子间的电荷转移。
2017-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Atomic bonding and electrical potential at metal/oxide interfaces, a first principle study
许多电子器件在其结构中涉及金属/氧化物界面，其中氧化物层起电绝缘体的作用。随着器件尺寸的不断缩小，氧化物厚度可以仅分布在几个原子层上，使得界面在其绝缘性能上的作用变得突出。采用第一性原理计算研究了Al/SiO2金属/氧化物界面，证明了界面原子成键的影响。结果表明，界面键合配置严格规定的界面的机械和电子性能。发现氧原子比阳离子更好地限定氧化物边界。界面阳离子-金属键允许金属电势在氧化物层内部泄漏，而没有原子扩散，导致虚拟氧化物变薄。
2016-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Study the quantum resolution sizes and atomic bonding states of two-dimensional tin monoxide
本研究采用密度泛函理论结合键能、键电荷模型分析二维SnO的键合与电子特性，还通过重整化方法确定不同量子分辨率下的波函数，深化了对二维材料表面局域键合态及纳米材料尺寸相变的认知。
2025-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Disruption of the $sp^2$ bonding by the compression of the $π$-electronic orbitals of graphene at various stacking orders
我们调查的$π$ -电子的压缩和石墨烯层的堆叠顺序的影响下的行为。首先，我们发现电子几乎不能被压缩通过$sp^2$网络，无论堆叠顺序。如所预期的，在沿着$\textit{c}$轴的压缩下的大幅变形的电子轨道（主要是$π$ -电子的那些）增加了石墨烯层之间的层间相互作用，但令人惊讶地以类似的方式用于A-A和Bernal堆叠。另一方面，大的面外压缩使A-A堆叠的石墨烯层的面内声子频率显著地且非常不同于Bernal堆叠层地偏移。我们将这些结果归因于$sp^2$ -电子在压缩下填充碳六边形中的低密度中心区域以进行A-A堆叠，从而导致$sp^2$ -成键的非单调变化。结果强烈建议不要忽视2D材料的3D特征。
2019-03-02 cond-mat.mtrl-sci
A theoretical analysis of the chemical bonding and electronic structure of graphene interacting with Group IA and Group VIIA elements
我们提出了一类新的材料，它可以被视为涉及IA族或VIIA族元素的石墨烯衍生物，形成我们所说的graphXene。我们发现，在几种情况下，可以发现大的带隙打开，而在其他情况下的半金属行为found. Formation能表明，在环境条件下，sp $^3$和混合sp $^2$ /sp $^3$系统将形成。提出的结果使我们能够提出，通过仔细调整吸附原子的相对浓度，应该可以调整graphXene的带隙，以取0和6.4 eV之间的任何值。
2010-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure, phase stability and chemical bonding in Th$_2$Al and Th$_2$AlH$_4$
本文采用第一性原理密度泛函方法对Th $_2$ Al和Th $_2$ AlH $_4$的电子结构、成键性质和基态性质进行了理论研究.据报道，$_2$ AlH $_4$违反了氢-氢分离的“2 π规则”。从我们的总能量以及力最小化计算，我们发现一个最短的H-H分离的1.95 <$与最近的高分辨率粉末中子衍射实验。当Th $_2$ Al基体氢化时，体积膨胀是高度各向异性的，这与具有相同晶体结构的其它材料完全相反。从态密度、晶体轨道哈密顿布居和价电荷密度分析了这些材料的成键性质。我们的计算预测了H原子沿$a$和$c$的不同性质的成键。在Th $_2$ AlH $_4$中，Th和H之间沿$c$形成哑铃形的H-Th-H亚基。由于这种强的共价相互作用，沿着$c$的H原子之间存在非常少量的电子，这使得H原子之间的排斥相互作用较小，这就是违反2 π规则的确切原因。在$ac$和$ab$平面中可以容纳H的间隙区域之间的原子间距离的巨大差异以及Th和H之间的强共价相互作用是Th $_2$ Al氢化时高度各向异性体积膨胀的主要原因。
2001-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Exploring low lattice thermal conductivity materials using chemical bonding principles
对于与热能转换和管理相关的应用，例如热电和热障涂层，高度期望具有非常低的晶格热导率的半导体。虽然已知晶体结构和化学键合在形成热传递行为中起重要作用，但使用化学键合原理降低晶格热导率的材料设计方法并不常见。在这项工作中，我们提出了一个有效的策略，削弱原子间的相互作用，从而抑制晶格热导率的基础上化学键的原则，并开发了一个高效的方法，发现低$κ_{\rm L}$材料通过筛选本地的晶体化合物的配位环境。随后的第一性原理计算从无机晶体结构数据库中包含的13种原型晶体结构中发现了30种迄今未开发的具有（超）低晶格热导率的化合物。此外，我们展示了一种合理设计高性能热电材料的方法，通过另外将阳离子与立体化学活性孤对电子。我们的研究结果不仅提供了基本的见解，在一个大家庭的铜基化合物的低晶格热导率的物理起源，但也提供了一个有效的方法来发现和设计具有目标的热传输性能的材料。
2021-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Hydrogen-Incorporation on the Bulk Electronic Structure and Chemical Bonding in Palladium
本研究首次利用原位AP-HAXPES技术探测Pd薄膜掺氢的体相电子结构，结合XRD与DFT揭示了氢负载、晶格膨胀与电子修饰的关联，解决了PdH长期悬而未决的问题。
2025-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of the Au/benzene-1,4-dithiol/Au transport interface: Effects of chemical bonding
本文基于密度泛函理论和广义梯度近似，对Au/苯二硫醇/Au分子接触的电子结构进行了计算.费米能级附近的电子态主要是Au 5d和S 3 p对称态，而C 2 p态的贡献很小。由于S-C成键，苯亚结构内的C2 p轨道之间的杂化被强烈抑制。与实验结果一致，这对应于分子接触的电导显著降低。
2006-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of structural distortion and nature of bonding on the electronic properties of defect and Li doped CulnSe2Chalcopyrite Semiconductors
本文报道了黄铜矿半导体CuInSe 2、CuIn 2Se 4和Cu0.5Li0.5InSe2的结构和电子性质。我们的计算是基于紧束缚线性松饼-锡轨道（TB-LMTO）中的密度泛函理论。计算的晶格常数、阴离子位移（u）、四角畸变（η = c/2a）和键长与实验值符合得很好。结果表明，这些化合物是直接带隙半导体。在LDA的限制范围内，我们计算的CuInSe_2和Cu_（0.5）Li_（0.5）InSe_2的带隙分别为0.79eV和1.08eV，与实验值符合得很好。CuIn_2Se_4的带隙为1.50 eV。由于p-d杂化，CuInSe 2、CuIn 2Se 4和Cu0.5Li0.5InSe2的带隙分别减小了59.57%、23.61%和48.82%;由于结构畸变，CuInSe 2、CuIn 2Se 4和Cu0.5Li0.5InSe2的带隙分别减小了16.85%、9.10%和0.92%。我们还讨论了键的性质对所有三个化合物的电子性质的影响。
2011-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Bonding in Molecular Crystals from the Local Electronic Pressure Viewpoint
在分子或晶体形成时自发产生的电子流体的内部压力的空间分布与分子晶体中化学键的主要特征有关。局部压力近似表示的实验电子密度及其衍生物使用密度泛函形式主义，并应用于确定在苯，甲酰胺和铬六羰基的键合功能。我们建立了这些固体中电子流体的压缩和拉伸的空间区域如何反映不同类型化学键的典型特征。因此，内部电子压力可以作为键描述符，它具有明确的物理意义，并揭示了各种化学键的具体特征，用电子密度来表达它们。
2015-09-14 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
First principles investigations of the electronic, magnetic and chemical bonding properties of CeTSn (T=Rh,Ru)
在密度泛函理论中，采用局域自旋密度近似计算了CeRhSn和CeRuSn的电子结构.与实验结果相一致，电子结构和化学键合性质的分析指出，在混合价Rh为基础的系统内的磁化的情况下，而有限的磁矩观察到三价铈内的Ru基锡化物，其中包含三价和中间价铈。
2007-08-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interface Bonding of Zr1-xAlxN Nanocomposites Investigated by X-ray Spectroscopies and First Principles Calculations
利用共振非弹性X射线散射/X射线发射和X射线吸收光谱研究了亚稳态Zr 1-xAlxN（x=0.0，0.12，0.26，0.40）薄膜沉积过程中相分离形成的ZrN-AlN纳米复合材料的电子结构、化学键和界面组分，并与包含轨道角动量末态跃迁的第一性原理计算进行了比较。实验光谱进行了比较与不同的界面板模型系统使用第一性原理的所有电子全势计算的核心状态处理完全相对论。如在这项工作中所示，体灵敏度和元素选择性的X射线光谱能够探测立方和六方晶体之间的界面处的对称性和轨道方向。我们展示了电子结构如何从局部八面体键对称的立方氮化锆，扭曲为更复杂的键合铝含量的增加。这导致在三种不同的键合起源于半共格界面与偏析的氮化锆和层状氮化铝纳米晶沉淀物。随着Al含量的增加，元素之间的化学位移和电荷转移增加，影响结合强度并增加电阻率。
2020-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio insights into the mechanical, phonon, bonding, electronic, optical and thermal properties of hexagonal W2N3 for potential applications
本研究通过DFT计算系统揭示了六方相W2N3的力学、电子、声子及光学性质，证实其金属性、稳定性及各向异性，并首次用准谐波Debye模型分析其热学特性，表明其在高性能热沉和光电子器件领域具有应用潜力。
2024-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Hydrophilic direct bonding of (100) diamond and deposited SiO$_2$ substrates
本研究提出一种低温大气条件下将(100)金刚石与PECVD生长的SiO$_2$衬底直接亲水键合的方法，通过优化工艺实现90%良率和9.6 MPa剪切强度，为金刚石量子光子器件规模化制造奠定基础。
2025-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Electronic band structure and chemical bonding in the novel antiperovskite ZnCNi3 as compared with 8-K superconductor MgCNi3
采用FLMTO-GGA方法研究了Park等人（2004）报道的三元类钙钛矿化合物ZnCNi 3的能带结构，该化合物是一种非超导顺磁金属。计算了ZnCNi 3的电子能带、态密度、费米面、电荷密度和电子局域化函数分布，并与等电子、等结构的8 K超导体MgCNi 3进行了比较.研究了外压对ZnCNi 3和MgCNi 3电子态的影响。
2004-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A comprehensive ab-initio insights into the pressure dependent mechanical, phonon, bonding, electronic, optical, and thermal properties of CsV3Sb5 Kagome compound
本文利用密度泛函理论首次全面研究了Kagome超导体CsV3Sb5的结构、力学、电子、光学及热力学性质及其压力依赖性，发现其具有金属性、柔软延展性和各向异性，并在约18 GPa下趋于结构不稳定。
2023-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and chemical bonding in novel tetragonal phase Ca10(Pt4As8)(Fe2As2)5 as a parent material for the new family of high-TC iron-pnictide superconductors
通过第一性原理计算，对最近发现的四氢呋喃（s.g. P4/n; 85号）超导相Ca_（10）（Pt_4As_8）（Fe_2As_2）_5的结构参数、电子能带、态密度和原子间成键图像，并与相关的层状铁基超导材料进行了比较。结果表明：（i）Ca_（10）（Pt_4As_8）（Fe_2As_2）_5是类金属的，费米能级附近窗口的电子带主要由（Fe_2As_2）_5块的Fe 3d态形成;（ii）（Pt_4As_8）块在费米能级处表现为具有很低态密度的半金属;（iii）近费米带具有“混合”特征：同时与准平带，一系列的高色散带相交的费米能级被发现;（iv）在Ca 10（Pt 4As 8）（Fe 2As 2）5的化学键是非常复杂的，包括共价，金属和离子的原子间和块间相互作用的各向异性混合物。
2011-08-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Bond relaxation and electronic properties of T type WTe$_2$/MoS$_2$ heterostructure using BOLS BB and BC model
结合键级长度强度和键电荷模型以及拓扑概念，得到了T型WTe $_2$ /MoS $_2$异质结的非键态、成键态和反键态，能带投影方法和电子信息熵是基于密度泛函理论计算分析各种结构电子性质的有效方法.该研究为描述T型异质结的电子性质、计算电子和成键态几率提供了一种新的方法。
2021-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study of anisotropic mechanical and electronic properties of strained carbon-nitride nanosheet with interlayer bonding
由于IV族和V族元素单分子膜在结构上的相似性以及在元素周期表中的相邻性，IV族和V族元素的组合能否形成稳定的纳米片结构并具有良好的性能引起了人们的极大兴趣。在这项工作中，我们进行了第一性原理模拟研究的弹性，振动和电子性质的氮化碳（CN）纳米片在起皱的蜂窝结构与共价层间键合。已经证明，CN纳米片的结构稳定性基本上由相对原子层中相邻碳原子之间的强层间\so \键合维持。一个负的泊松比在双轴变形下的面外方向，和极端的面内刚度的CN纳米片，仅略逊于单层石墨烯，被揭示。此外，CN纳米片的拉伸应变的高度各向异性的机械和电子响应进行了探索。
2021-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural, elastic, electronic, bonding, thermo-mechanical and optical properties of predicted NbAlB MAB phase in comparison to MoAlB: DFT based ab-initio insights
本研究首次基于DFT第一性原理预测并计算了NbAlB MAB相的物理性质，发现其具有高硬度、可加工性及优异的光学反射特性，是适用于重型工业应用和太阳能反射器的潜在材料。
2023-05-22 cond-mat.mtrl-sci
Electronic band structure and inter-atomic bonding in layered 1111-like Th-based pnictide oxides ThCuPO, ThCuAsO, ThAgPO, and ThAgAsO from first principles calculations
采用第一性原理FLAPW-GGA能带结构计算方法研究了四种类ZrCuSiAs Th基四元磷属元素氧化物ThCuPO、ThCuAsO、ThAgPO和ThAgAsO的结构、电子性质和化学键图像.这些化合物被发现是半金属，可以被视为超导和半导体1111相的两个主要同构群之间的“中间”系统。Th 5 f态积极参与价带的形成，而ThMPnO相的Th 5 f态是流动的且部分被占据。我们还发现，在ThMPnO相的键合图片可以被归类为一个高度各向异性的混合物的离子和共价的贡献：内[Th 2 O2]和[M2 Pn 2]块，混合的共价离子键发生，而相邻的[Th 2 O2]/[M2 Pn 2]块之间，离子键出现由于[Th 2 O2] \to [M2 Pn 2]电荷转移。
2011-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Charge, Bonding, and Optical Properties of the B$_7$Ca$_2$ Cluster: An Alkaline-Earth Dimer Stabilized by a Single Boron Ring
Centro de Investigaciones en Óptica A.C.（光学研究中心股份公司）
B7Ca2簇通过钙原子稳定单环硼环，利用电荷转移和多中心成键实现非过渡金属对芳香硼簇的稳定作用。
2026-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Trends in structural, electronic properties, Fermi surface topology, and inter-atomic bonding in the series of ternary layered dichalcogenides KNi2S2, KNi2Se2, and KNi2Te2 from first principles calculations
利用FLAPW-GGA方法，我们系统地研究了四硫属二硫化物KNi_2CH_2（CH = S，Se，Te）的结构和电子性质.结果表明，硫族元素（S -> Se -> Te）的置换导致晶体结构的各向异性变形，这与[Ni_2Ch_2]块内原子间键的强各向异性有关，在[Ni_2Ch_2]块内形成共价-离子-金属混合键，而在相邻的[Ni_2Ch_2]块和K原子片之间形成离子键.我们发现在KNi_2S_2-> KNi_2Se_2-> KNi_2 Te_2的顺序中（i）整个能带结构（其中近费米价带主要由Ni态产生）的能级保持不变，但公共价带的宽度、分立子带和带隙的宽度减小;（iii）对于费米面，当类二维片形成项链状拓扑结构且封闭口袋的体积减小时，类孔片表现出最明显的变化.讨论了ThCr_2Si_2型层状二硫属化合物KNi_2Ch_2、KFe_2Ch_2、KCo_2Se_2的结构和电子参数的变化趋势。
2013-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Structural phase stability, electronic structure, magnetic properties and chemical bonding analysis of transition metal ammine borohydrides with amphoteric hydrogen for hydrogen storage
通常，固体中特定元素的离子处于正或负氧化态，这取决于化学环境。在一个特定的化合物中，一个原子在同一结构框架内同时具有正氧化态和负氧化态是非常罕见的。结构和化学键分析表明，过渡金属氨合硼氢化物（TMABHs）中的氢离子具有正、负氧化态，其化学式为M（BH_4）_2（NH_3）_2（M = Sc，Ti，V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu和Zn）。我们的详细分析证实了氢的两性行为，其中氢更接近硼处于负氧化态，更接近氮处于正氧化态。通过考虑自旋极化范德华相互作用的计算，我们发现TMABH的基态具有反铁磁有序。我们的轻推弹性带计算表明，氨在这些材料中扩散的迁移势垒大于1 eV，因此这些化合物可用于储能应用，因为它们具有高重量百分比的氢。氢在TMABH中的两性行为的存在对于设计用于储氢应用的体积有效的催化剂具有意义。
2021-04-16 cond-mat.mtrl-sci
A new family of two-dimensional crystals: open-framework T$_{3}$X (T=C, Si, Ge, Sn; X=O, S, Se, Te) compounds with tetrahedral bonding
为了加速创新材料的开发，具有有用功能的建模和预测至关重要。在这里，基于最近开发的晶体结构预测方法，我们发现了一个新的家庭的稳定的二维晶体与开放通道四面体键合网络，呈现潜在的电子和能源应用。所提出的具有Cmme空间群的结构原型具有至少十三种不同的具有IV族（T=C，Si，Ge，Sn）和VI族（X=O，S，Se，Te）元素的独立式T $_{3}$ X化合物。此外，所提出的材料显示出不同的电子性质，从直接带隙半导体到拓扑绝缘体，在其原始形式，这是进一步可调的机械应变。
2019-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Electronic band structures and intra-atomic interactions in layered quaternary oxyarsenides LaZnAsO and YZnAsO
采用第一性原理FLAPW-GGA能带结构计算方法，得到了四元砷氧化物LaZnAsO和YZnAsO的结构、电子性质和化学键图像.这些化合物是直接跃迁型半导体，GGA带隙约为0.65-1.30 eV。这些阶段的化学键的特点进行了研究和讨论，比较四元砷氧化物LaFeAsO -一个新发现的26- 52 K超导体的基本相。
2008-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure and Chemical Bonding of Amorphous Chromium Carbide Thin Films
用高分辨透射电子显微镜、电子能量损失谱和软x射线吸收发射谱研究了不同碳含量的碳化铬薄膜的微观结构、电子结构和化学键合。大多数的膜可以被描述为在无定形碳基体中具有非晶CrCx的无定形纳米复合材料。在高碳含量下，在无定形碳基质中形成石墨烯样结构。在47at%的碳含量下，形成随机取向的纳米晶，从而产生三种组分的复杂微观结构。软X射线吸收-发射研究显示了表现出非八面体配位和键合的额外峰结构。
2012-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Spin-Polarized Electronic Structure and Chemical Bonding Data for 2,500+ Halide Double Perovskites
Federal Institute of Materials Research and Testing（联邦材料研究与测试研究所）；University of Twente（特温特大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）
基于混合泛函密度泛函理论，计算了2500多种卤化物双钙钛矿的自旋极化电子结构，提供了态密度和化学键分析，发现719种具有可见光带隙，118种呈半金属性。
2026-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Crystal structure, magnetism, and bonding of the hexagonal compounds Pd$_{1.63}$Mn$_{0.37}$Si and Pd$_{1.82}$Mn$_{0.18}$Ge related to the Fe$_2$P structure
我们用X射线单晶衍射方法确定了Pd-Mn-Si系和Pd-Mn-Ge系化合物的晶体结构。标题化合物具有与Fe $_2$ P结构类型相关的结构，并且是铁磁性的，居里温度高于室温。密度泛函电子结构计算有助于理解这些化合物的局部磁矩铁磁性的性质。然而，电子结构计算和磁性测量都没有提供任何半金属行为的证据。
2007-03-09 cond-mat.mtrl-sci
The rich structural, electronic and bonding landscape of 1$T$-type TaTe$_2$ single-layers
本研究通过第一性原理计算探究14种1$T$型TaTe₂单层的结构与电子特性，揭示Te-Ta电子转移、多中心键对结构调制的稳定作用，阐明其与硫/硒化物的差异及CDW相关的金属特性、奇异物理现象。
2024-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Structure Prediction and Bonding Analysis of B$_{18}$Ag$_2$ Clusters Featuring Double-Ring Motifs
Centro de Investigaciones en Óptica A.C.（光学研究中心）
通过DFT结合全局优化技术研究B18Ag2簇的结构稳定性、电子结构及键合特性，发现双环结构为全局最小，揭示了电子离域和Ag原子对电子结构的调节作用。
2026-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Properties and Bonding in ZrHx Thin Films Investigated by Valence-Band X-ray Photoelectron Spectroscopy
用4d价带、浅4p芯能级和3d芯能级X射线光电子能谱学研究了氧含量低至0.2at%的ZrHx（x=0.15，0.30，1.16）薄膜的电子结构和化学键。随着氢含量的增加，我们观察到显着减少的4d价态接近费米能级的结果的强度向H 1 s-Zr 4d杂化区域在约6 eV以下的费米能级的重新分配。对于低的氢含量（x=0.15，0.30），薄膜由六方最紧密堆积的金属（α相）和欠化学计量的δ-ZrHx（CaF 2型结构）相的叠加，而对于x=1.16，薄膜形成单相ZrHx，这在很大程度上类似于化学计量的δ-ZrH 2相。我们表明，立方δ-ZrHx相是亚稳态的薄膜x=1.16，而对于更高的H-含量，该结构被预测为四方扭曲。对于所研究的ZrH1.16薄膜，我们发现化学位移为0.68和0.51 eV的Zr 4p 3/2和3d 5/2峰位，分别向更高的结合能。与27.26和178.87 eV的Zr金属结合能相比，这表示从Zr到H原子的电荷转移。电子结构的变化，谱线的形状，和化学位移作为氢含量的函数进行了讨论有关的电荷转移从Zr到H的影响导电性的电荷重新分布在价带。
2017-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Novel Precursors for Boron Nanotubes: The Competition of Two-Center and Three-Center Bonding in Boron Sheets
我们提出了一类新的硼片，由三角形和六边形图案组成，比迄今为止考虑的结构更稳定，因此很可能是硼纳米管的前体。我们描述了一个简单而清晰的图片中的硼片的电子键合，并强调了三中心键合的重要性和它的竞争与两个中心键合，这也可以解释最近发现的硼富勒烯的稳定性。我们的研究结果要求重新考虑文献上的硼片，纳米管和集群。
2007-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Interplay between Electronic Structure, Chemical Bonding, and Lattice Symmetry in Bismuth Vanadate
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
研究钒酸铋中电子结构、化学键与晶格对称性的相互作用，通过评估精确交换作用解决理论差异，利用框架计算能带结构，揭示不同相带边差异，明确单斜畸变驱动因素，建立相关联系，为复杂氧化物性质描述提供基础。
2026-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Mixed Formamidinium-Methylammonium Lead Iodide perovskite from first-principles: Hydrogen-bonding impact on the electronic properties
具有混合有机阳离子如甲基铵和甲脒鎓的杂化钙钛矿由于其改善的稳定性和改变组成来调节其性质的能力而引起了人们的兴趣。在这项工作中，我们报告的局部变化的结构和电子性质的混合A-位阳离子MA/FA碘化铅钙钛矿FAXMA 1-XPBI 3评价静态第一性原理计算在某些结构中的有机阳离子的取向的结果，从检查一些组合物的能量景观。在A位的阳离子置换形成固溶体导致无机PbI 6八面体的倾斜增加：在富FA化合物中，FA被较小的阳离子如MA置换是为了补偿较小阳离子提供的减少的空间填充，而在富MA化合物中是为了扩大较大阳离子所需的空间。事实上，八面体倾斜的影响超过了确定这些有机阳离子混合物的带隙的晶胞尺寸。计算结果表明，纯化合物中碘阴离子的氢键所起的关键作用在阳离子混合钙钛矿中得以保留。结果发现，MA-I键保持强于FA-I键在整个组合物范围内，无论单位细胞的膨胀作为FA含量的增加。我们的计算揭示了氢键如何稳定非成键的I-5 p轨道，空间上垂直于Pb-I-Pb键轴，当H-I相互作用发生时降低它们的能量，这将解释氢键在混合钙钛矿的结构稳定中的众所周知的作用。这些结果有助于理解在卤化铅钙钛矿物理中A位阳离子混合所起的作用。
2021-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Structure and bonding of dense liquid oxygen from first principles simulations
使用第一性原理模拟，我们研究了致密流体氧的结构和键合性能高达180 GPa。我们已经发现，带隙闭合发生在分子液体中，从半导体到不良金属状态的“缓慢”转变发生在很宽的压力范围内。在大约80 GPa下，在金属流体中观察到分子解离。自旋涨落在决定低压流体的电子结构方面起着关键作用，而在高压下它们被抑制。
2003-02-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
First-principles studies of the electronic and magnetic structures and bonding properties of boron subnitride B$_{13}$N$_2$
菱面体B $_{12}$单元被视为嵌入元素（E）的线性三原子排列的主体基质，导致具有B $_{12}$ {E-E-E}通用公式的相对大的富硼化合物家族。目前的工作集中在低氮化硼，B $_{13}$ N $_2$，我们在本上下文中表示为B $_{12}$ {N-B-N}。在完善的量子密度泛函理论（DFT）的电子性质的全面研究提供。此外，考虑到在简单化合物如叠氮化钠NaN $_3$中存在线性三原子排列，即，Na $^I$ {N-N-N}和Ca $^{II}$ {N-C-N}，我们设计了Sc $^{III}$ {N-B-N}以建立与B $_{12}$ {N-B-N}的比较。ScBN $_2$被计算为内聚的并且具有从ScIII分离的N-B-N，其中dB-N = 1.33 π。在B $_{12}$ {N-B-N}中，由于N与两个B12硼亚结构之一结合，B1形成“3B. N-B-N... 3B”类复合体伴随着磁不稳定性。自旋极化（SP）的计算导致磁化开始在中心硼与M=1 $μ_B$在一个稳定的半铁磁基态观察到的电子态密度（DOS）。结果得到总能量和计算的支持，在非自旋极化（NSP）和自旋极化稳定后一种配置在很宽的范围内的体积从M（V）图。进一步的说明性结果给出的电荷密度（总和磁）和电子局域化函数（ELF）。
2020-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Non-Hermitian bonding and electronic reconfiguration of Ba$_2$ScNbO$_6$ and Ba$_2$LuNbO$_6$
本研究利用密度泛函理论计算了 Ba$_2$ScNbO$_6$ 和 Ba$_2$LuNbO$_6$ 的电子结构，发现两者的带隙分别为 2.617 和 2.629 eV，并揭示了其非厄米键合特征，证实可精确控制原子键合与电子态。
2024-02-12 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
