加压下ZnO结构相变和电子结构的第一性原理计算

计算物理 ›› 2010, Vol. 27 ›› Issue (5): 759-764.

加压下ZnO结构相变和电子结构的第一性原理计算

郝军华¹, 吴志强², 王铮², 金庆华², 李宝会², 丁大同²

1. 天津大学仁爱学院物理教学部, 天津 301636;
2. 南开大学物理科学学院, 天津 300071

收稿日期:2009-06-22 修回日期:2009-11-12 出版日期:2010-09-25 发布日期:2010-09-25
作者简介:郝军华(1983-),男,河北邯郸,硕士生,从事材料第一性原理计算研究.
基金资助:
教育部南开大学、天津大学两校共建项目

First-principles Study of Structural Phase Transformation and Electronic Structure of ZnO Under High Pressures

HAO Junhua¹, WU Zhiqiang², WANG Zheng², JIN Qinghua², LI Baohui², DING Datong²

1. Department of Physics, Ren'ai College of Tianjin University, Tianjin 301636, China;
2. School of Physics, Nankai University, Tianjin 300071, China

Received:2009-06-22 Revised:2009-11-12 Online:2010-09-25 Published:2010-09-25

摘要/Abstract

摘要： 基于密度泛函(DFT)理论的第一性原理,计算半导体ZnO纤锌矿结构和岩盐矿结构状态方程及其在高压下的相变,分析加压下体相ZnO的晶格常数、电子态密度和带隙随压力的变化关系,并将计算结果与文献中的理论和实验数据进行比较.验证在计算金属氧化物时,应用局域密度(LDA)近似计算出的相变压力普遍偏高,采用广义梯度(GGA)近似得到的结果与实验符合较好.

关键词: 第一性原理, 结构相变, 密度泛函理论, 电子态密度

Abstract: Equation of state and phase transformation of ZnO in wurtzite structure and NaCl structure under high pressures are studied using density function theory(DFT) formalism.We analyze structural properties,including lattice constant,electronic density of states and band gap.The results are in good agreement with experimental and other theoretical results.It is found that the calculated phase trasformation pressure of metallic oxides using local density approximation(LDA) is generally higher than experimental results.Calculated results using generalized gradient approximation(GGA) are in good agreement with experiments.

Key words: first-principles, phase transformation, density function theory, electronic density of states

中图分类号:

O521+.2

郝军华, 吴志强, 王铮, 金庆华, 李宝会, 丁大同. 加压下ZnO结构相变和电子结构的第一性原理计算[J]. 计算物理, 2010, 27(5): 759-764.

HAO Junhua, WU Zhiqiang, WANG Zheng, JIN Qinghua, LI Baohui, DING Datong. First-principles Study of Structural Phase Transformation and Electronic Structure of ZnO Under High Pressures[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2010, 27(5): 759-764.

[1]	詹泓飞, 蔡振宁, 胡光辉. 基于虚时间演化与谱方法的一类基态Wigner函数计算方法[J]. 计算物理, 2022, 39(6): 651-665.
[2]	严深浪, 项少辉, 龙孟秋. 锯齿型石墨烯纳米带结的自旋输运性质[J]. 计算物理, 2022, 39(6): 751-756.
[3]	罗强, 马智炜, 蒋冠臻, 邹江峰, 邱毅. Ge掺杂AlN电子和光学性质的第一性原理计算[J]. 计算物理, 2022, 39(5): 609-616.
[4]	乃皮赛·吾买尔江, 闫好奎, 布玛丽亚·阿布力米提, 王丹琦, 向梅, 安桓. 外电场下CHBr₃分子的光谱和解离特性[J]. 计算物理, 2022, 39(5): 624-630.
[5]	吉航, 孙仲谋, 周卓彦, 刘玉柱. 外电场对CO分子及离子性质的调制和降解[J]. 计算物理, 2022, 39(3): 327-334.
[6]	王晓慧, 张平. 高压下FCC相金属氢结构稳定性和非谐效应的理论研究[J]. 计算物理, 2022, 39(2): 159-164.
[7]	高慧, 杨在发, 赵敬芬, 袁慧敏, 刘志娥, 赵显. 第一性原理研究Nb、Sn、Cu、Fe和Cr对Zr (0001)晶面抗疖状腐蚀性能的影响[J]. 计算物理, 2022, 39(1): 101-108.
[8]	房勇, 金永中, 陈建, 宗洪祥, 张丽英. 石墨烯厚度与其力-距离关系的实验和模拟研究[J]. 计算物理, 2021, 38(4): 441-446.
[9]	闫宇星, 张珏璇, 郑帅, 汪帆, 熊琳强. 间隙原子对ZnNb₂O₆光电特性影响的第一性原理研究[J]. 计算物理, 2021, 38(4): 447-455.
[10]	潘靖, 沈国华. 等价阴-阳离子共掺杂调节ZnO的能带结构及其光催化活性[J]. 计算物理, 2021, 38(3): 371-378.
[11]	张乐, 孙博, 宋海峰. 钚氧化物中氢行为的第一性原理研究[J]. 计算物理, 2020, 37(5): 595-602.
[12]	彭军辉. 三元层状陶瓷M-Al-N(M=Ti,Zr,Hf)的结构及力学性质的第一性原理模拟[J]. 计算物理, 2020, 37(5): 603-611.
[13]	赵一程, 郭俊宏, 胡芳仁. 应变对单层砷烯结构拉曼散射的影响[J]. 计算物理, 2020, 37(3): 365-370.
[14]	柴汝宽, 刘月田, 杨莉, 张艺馨, 辛晶, 马晶. 两种不同极性有机小分子在方解石(104)面吸附的密度泛函研究[J]. 计算物理, 2020, 37(2): 221-230.
[15]	陈余, 邢永明. 静水压力对Al₁₄Mn₂P₁₆磁光性质影响的密度泛函理论研究[J]. 计算物理, 2020, 37(2): 231-239.