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。
英文摘要:
Theoretical investigation of structural, elastic, electronic and bonding properties of A-15 Nb-based intermetallic compounds Nb3B (B = Pt, Os) have been performed using first principles calculations based on the density functional theory (DFT). Optimized cell parameters are found to be in good agreement with available experimental and theoretical results. The elastic constants at zero pressure and temperature are calculated and the anisotropic behaviors of the compounds are studied. Both the compounds are mechanically stable and ductile in nature. Other elastic properties such as Pugh's ratio, Cauchy pressure, machinability index are derived for the first time. Nb3Os is expected to have good lubricating properties compared to Nb3Pt. The electronic band structure and energy density of states (DOS) have been studied with and without spin-orbit coupling (SOC). The band structures of both the compounds are spin symmetric. Electronic band structure and DOS reveal that both the compounds are metallic and the conductivity mainly arise from the Nb 4d states. The Fermi surface features have been studied for the first time. The Fermi surfaces of Nb3B contain both hole- and electron-like sheets which change as one replaces Pt with Os. The electronic charge density distribution shows that Nb3Pt and Nb3Os both have a mixture of ionic and covalent bonding. The charge transfer between atomic species in these compounds has been explained by the Mulliken bond population analysis.
Optimization and Validation of a Deep Learning CuZr Atomistic Potential: Robust Applications for Crystalline and Amorphous Phases with near-DFT Accuracy
Surface properties of the clean and Au/Pd covered Fe$_3$O$_4$(111): a DFT and DFT+$U$ study
采用自旋密度泛函理论(DFT)和DFT+ $U$方法,考虑在位库仑相互作用,研究了Fe $_3$ O $_4$(111)表面不同末端的结构、稳定性和电子性质.亚铁磁性Fe $_3$ O $_4$(111)表面的所有终端都表现出前四个层间距的非常大的弛豫(高达90%),随着氧化物层深度的增加而减小。我们的计算预测的铁终止的表面是最稳定的,在很宽的范围内的可访问的值的氧化学势。研究了Au和Pd在两种稳定的Fe-和O-末端表面上的吸附。我们的研究结果表明,Pd绑定强于Au的Fe-和O-终止的表面。DFT+ $U$给出比DFT更强的键合。这两种吸附物的O-终止的磁铁矿表面的结合是由1.5-2.5 eV强于Fe-终止的表面。
Structural, elastic, electronic, bonding, thermo-mechanical and optical properties of predicted NbAlB MAB phase in comparison to MoAlB: DFT based ab-initio insights
Metallic Bonding-Driven Elastic Softness and Optical Response in the Mg-Rich Laves-Phase LaMg2
Pabna Textile Engineering College, Bangladesh University of Textiles(帕尔纳纺织工程学院,孟加拉国纺织大学);EcoBengal Centre for Materials and Energy Research(生态孟加拉材料与能源研究中心);Bangladesh Atomic Energy Regulatory Authority (BAERA)(孟加拉国原子能监管局);Department of Physics, University of Barishal(巴里萨尔大学物理系);Department of Electrical and Mechanical Engineering, Nagoya Institute of Technology(名古屋工业大学电气与机械工程系);School of Materials Science and Engineering, Faculty of Science, University of New South Wales(新南威尔士大学理学院材料科学与工程系)
Identification of phase components in Zr-Ni and Hf-Ni intermetallic compounds; Investigations by perturbed angular correlation spectroscopy and first principles calculations
考虑到Zr-Ni和Hf-Ni金属间化合物在工业上的广泛应用,采用$^{181}$ Ta探针在77-1073 K温度范围内对ZrNi $_3$和HfNi $_3$金属间化合物进行了时间微分扰动角关联(TDPAC)测量。在ZrNi $_3$中,室温下发现了四种组分,它们是由$_2$ Ni $_7$、$_8$ Ni $_{21}$、ZrPDMATHABMP Ni $_{10}$和ZrNi $_3$的生成所引起的。HfNi $_3$样品在室温下产生五个电四极相互作用频率。在HfNi $_3$的化学计量比样品中,发现存在两个不等价的Hf位,强烈地产生了HfNi $_3$相。除此相外,还发现了由Hf $_2$ Ni $_7$和Hf $_8$ Ni $_{21}$引起的另外两个相,但是我们没有观察到由Hf $_7$ Ni $_{10}$引起的任何相。X射线衍射,TEM/能量色散X射线光谱(EDX)和TEM选区电子衍射(SAED)测量被用来进一步表征所研究的材料,发现这些结果与TDPAC的结果一致。为了证实TDPAC测量的结果,进行了基于密度泛函理论(DFT)的电场梯度(EFG)和$^{181}$ Ta探针核位点处的不对称参数的计算。我们的计算结果与实验结果吻合得很好。
Electric field gradients in Zr$_8$Ni$_{21}$ and Hf$_8$Ni$_{21}$ intermetallic compounds; Results from perturbed angular correlation measurements and first-principles density functional theory
Ni基Zr和Hf金属间化合物合金的大量技术应用促进了通过扰动角相关(PAC)光谱对Zr $_8$ Ni $_{21}$和Hf $_8$ Ni $_{21}$的全面研究,这在本报告之前没有研究。通过粉末活性炭(PAC)和X射线衍射(XRD)分析,确定了样品中的不同物相。利用$^{181}$ Hf探针,在Zr-$_8$-Ni $_{21}$和Hf-$_8$-Ni $_{21}$化合物中观察到两个非等价的Zr/Hf位.从目前Zr $_8$ Ni $_{21}$中的PAC测量,还观察到由于从液态金属通过共晶反应产生Zr $_7$ Ni $_{10}$而产生的组分。然而,从XRD测量中未发现相Zr $_7$ Ni $_{10}$。在Zr $_8$中,Ni $_{21}$在973 K之前没有明显的变化,但在1073 K时变化很大.在铪$_8$镍$_{21}$,两个非等效网站的类似结果已被发现,但网站分数是在相反的顺序。在该合金中,可能由于HfNi $_3$而导致的不同污染相已从PAC测量中发现,但未从XRD测量中发现。基于密度泛函理论计算了$^{181}$ Ta探针核上的电场梯度(EFG)和不对称性参数($η$),并将所观察到的EFG组分归属于(Zr/Hf)$_8$ Ni $_{21}$化合物中的不同晶格位置.
Crystalline phases in Zr9Ni11 and Hf9Ni11 intermetallics; Investigations by perturbed angular correlation spectroscopy and ab initio calculations
用扰动角相关谱(PAC)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM/SAED)研究了$_9$ Ni $_{11}$和$_9$ Ni $_{11}$中的晶相。在Zr $_9$ Ni $_{11}$中,在室温下由PAC测量发现了Zr $_9$ Ni $_{11}$($\sim$ 89%)和Zr $_8$ Ni $_{21}$($\sim$ 11%)相。在773 K时,Zr $_9$ Ni $_{11}$部分分解为Zr $_7$ Ni $_{10}$,在973 K时,它完全分解为ZrNi和Zr $_7$ Ni $_{10}$。在Hf $_9$ Ni $_{11}$中,在室温下发现了由HfNi引起的主相($\sim$ 81\%),而Hf $_9$ Ni $_{11}$相作为次要相($\sim$ 19\%)产生。在高温下没有发现Hf $_9$ Ni $_{11}$的成分相变。从XRD和TEM/SAED测量中发现的相成分与从PAC测量中观察到的相成分相似。采用密度泛函理论(DFT)方法,采用全电子全势(线性化)缀加平面波加局域轨道[FP-(L)APW+lo]方法,计算了Zr $_9$ Ni $_{11}$和Hf $_9$ Ni $_{11}$中的电场梯度,并对相分量进行了归属.
Role of van der Waals bonding in layered oxide: Bulk vanadium pentoxide
稀疏物质的特征在于具有低电子密度的区域,并且其理解要求精确计算范德华(vdW)相互作用和其他键合的方法。在这里,我们提出了一个第一性原理密度泛函理论(DFT)研究的层状氧化物(V2 O 5)的散装结构,其中显示电荷空隙之间的层,我们强调的作用的VDW部队在建立材料的凝聚力。以前的第一性原理研究的结果涉及半局部近似的交换相关功能的DFT给出的结果与实验的两个面内晶格参数的晶胞,但高估了参数的堆叠方向。为了恢复第三个参数,我们通过vdW-DF方法包括非局部(色散)vdW相互作用[Dion等人,物理修订版信函92,246401(2004)]还测试交换风味的各种选择。我们发现,可转移的第一性原理vdw-DF计算稳定的散装结构。的vdw-DF方法给出的结果与实验的所有三个晶格参数相当好的协议。
Bonding and Electronic Nature of the Anionic Framework in LaPd$_3$S$_4$
双狄拉克材料是物质的一种拓扑相,其中非对称对称性使电子简并度比通常预期的高出八倍。立方钯青铜NaPd $_3$ O $_4$和LaPd $_3$ S $_4$是由Pd $_3$ X $_4$(X = O,S)阴离子骨架与A阳离子(A = Na,La)离子键合而成。这些材料最近被计算确定为含有八重费米子。本文报道了LaPd $_3$ S $_4$单晶的制备和电子性质。测量下至T = 0.45 K和磁场高达$μ$ 0 H = 65 T是符合正常费米液体物理的狄拉克金属在稀磁性杂质的存在下。这一解释进一步证实了比热分析,磁化测量和比较密度泛函理论(DFT)计算。通过对NaPd $_3$ O $_4$和LaPd $_3$ S $_4$的DFT电子结构的成键分析,我们确定了阴离子Pd $_3$ X $_4$骨架在比X = O更高的电子数下的稳定性的起源,并提出了化学调谐策略,以使8倍费米子点移动到费米能级。