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Na_1/2Bi_1/2TiO₃体系的电子结构与极化特性

陈文, 周静, 徐庆, 李月明, 孙华君, 闵新民

计算物理 2004, 21 (6): 543-546.

摘要（229）

PDF （270KB）（1162）

采用自洽场离散变分X_α计算方法,研究了ABO₃型钙钛矿结构无铅压电陶瓷Na_1/2Bi_1/2TiO₃体系的电子结构,分析了A,B位元素取代对Na_1/2Bi_1/2TiO₃压电陶瓷极化性能的影响.结果表明:NBT体系压电陶瓷材料存在自发极化,B位离子位移使铁电性增强,Ba,Sr与Mn离子A,B位复合取代可降低矫顽场、提高自发极化强度,从而提高材料的铁电性能,并通过实验对此结论进行了验证.

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Mg-Si基热电材料量子化学计算

姜洪义, 刘琼珍, 张联盟, 闵新民

计算物理 2004, 21 (5): 439-442.

摘要（290）

PDF （225KB）（1268）

对于掺杂合适的元素Sb,Te,Ag,Cu使得Mg-Si基热电材料的热电性能大幅度提高的实验事实,欲从理论和计算上寻求支持,试图从原子、分子的层次上对此现象作出解释,因此建立了简化的Mg₂Si量子化学计算模型,采用密度泛函离散变分X_α量子化学计算法,计算了物质内部的结构信息,如共价键级和态密度等.计算结果表明,掺杂以后,晶体的共价键级被削弱,态密度图中的禁带宽度明显变窄,这与实验测试的结果是一致的.

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Ca₃Co₂O₆及其掺镍体系的电子结构计算

闵新民, 朱磊, 邢学玲

计算物理 2004, 21 (3): 373-376.

摘要（263）

PDF （232KB）（962）

用离散变分密度泛函方法(DFT-DVM)计算了钴酸盐Ca₃Co₂O₆及其掺镍体系,讨论了电子结构,化学键等与热电性能之间的关系.结果表明,价带和导带主要由Co3d,Ni3d和O2p原子轨道贡献.价带和导带之间的能隙宽度表现出了半导体电子结构特征,且掺镍体系的能隙比不掺镍体系窄.掺镍体系的共价键和离子键都比不掺镍体系弱.由此得到,掺镍后体系的热电性能将有所改善.

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稀土-铱-锑合金热电材料的结构与量子化学计算研究

闵新民, 安继明, 南策文

计算物理 2000, 17 (S1): 6-10. DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.003

摘要（301）

PDF （230KB）（1255）

应用离散变分X_α量子化学计算方法,研究了IrSb₃,Ir₄NdGe₃Sb₉和Ir₄SmGe₃Sb₉三个skutterudites的组成、结构、化学键和热电性能之间的关系。对Ir₄NdGe₃Sb₉和Ir₄SmGe₃Sb₉,用多个模型研究了稀土元素振动的结构。计算结果表明,稀土原子靠近Ge原子的模型比靠近Sb原子的模型更为稳定,热导率也较低。Ir₄NdGe₃Sb₉的共价键比Ir₄SmGe₃Sb₉弱,Ir₄NdGe₃Sb₉和Ir₄SmGe₃Sb₉的共价键又比IrSb₃弱,与热导率的实验测量结果一致。

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铝酸盐水泥矿物结构与性能的量子化学计算研究

李北星, 冯修吉, 闵新民

计算物理 1998, 15 (6): 757-760.

摘要（287）

PDF （157KB）（1119）

用量子化学的电荷自洽离散变分Xα(SCC-DV-Xα)计算方法研究了CaO-Al₂O₃系统五种水泥矿物的结构、性能与化学键之间的关系及固溶的杂质离子Na⁺对矿物性能的影响。计算结果表明:Ca-O共价键强度的次序是C₃A < C₁₂A₇ < CA < CA₂ < CA₆,且各矿物的Ca-O键强度都小于它们的Al-O键强度,与相应的水泥矿物水化活性的实验结果一致。Na⁺固溶于C₃A结构后使其Al-O键增强,水化活化能变大,态密度减小,被认为是Na⁺降低C₃A水化活性的主要原因。

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碳化硼、磷化硼与砷化硼的结构计算与热电性能研究

闵新民, 蔡克峰, 南策文

计算物理 1998, 15 (4): 445-450.

摘要（249）

PDF （231KB）（1558）

应用离散变分X_α量子化学分子轨道计算方法,研究了碳化硼、磷化硼和砷化硼在组成、结构、化学键和热电性能之间的关系,讨论了三种材料的同异之处。磷化硼和砷化硼虽然具有和碳化硼类似的结构,但是由于它们的P-P或As-As二原子链无双链特征,难以进行电子的传递;碳化硼的C-B-C或C-B-B三原子链上的键具有双键特征,有利于电子的传递及极化子的跃迁。因此,磷化硼和砷化硼无双键结构应该是其热电转换性能很差,以至被排除在热电材料之外的主要原因;而碳化硼的热电转换性能远优于磷化硼和砷化硼,具有双键特征应该是其主要原因。

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铁铝酸盐水泥矿物结构、性能与量子化学计算研究

闵新民, 邓志平, 蔡克峰, 李嘉宇

计算物理 1997, 14 (S1): 669-670,668.

摘要（357）

PDF （139KB）（988）

应用自洽场离散变分X_α(SCF-X_α-DV)量子化学分子轨道计算方法研究铁铝酸盐水泥矿物,讨论了结构、性能与化学键之间的关系。计算表明,Al净电荷高于Fe,Al-O共价键弱于Fe-O,同时,随Al含量的增加,Al净电荷增高,Al-O共价键减弱,最低空轨道能量降低,是铁铝酸盐水化活性随铝含量的增加而提高的主要原因。

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氮氧化硅与氧化硅玻璃结构,性能与量子化学计算研究

闵新民, 邓志平, 赵修建

计算物理 1997, 14 (2): 242-246.

摘要（314）

PDF （161KB）（1377）

用自洽场离散变分X_α(SCF-X_α-DV)量子化学计算方法研究了氮氧化硅及氧化硅玻璃,讨论了氮原子取代氧原子之后在结构、性能与化学键等方面的变化规律。计算表明氮氧化硅与氧化硅玻璃之间在性能上的差异,主要不是由Si-N和Si-O键的伸缩力常数之间的差异所引起的,也不是由Si-N和Si-O键的离子键强度之间的差异所引起的。Si-N共价键比Si-O共价键强,是N-Si-N键弯曲力常数比O-Si-O键大的主要原因,也与氮氧化硅玻璃比氧化硅玻璃具有更好的化学稳定性和更高的扬氏模量的实验结果一致。

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Te-Se-I玻璃及添加As和Ge元素的结构、性能与量子化学计算研究

闵新民, 邓志平, 李嘉宇, 赵修建

计算物理 1997, 14 (1): 111-114.

摘要（271）

PDF （165KB）（967）

用自洽场离散变分X_α(SCF-X_α-DV)量子化学计算方法研究了Te-Se-I玻璃及添加As和Ge元素的体系,讨论了结构、性能与化学键之间的关系。计算表明离子键和共价键强度的次序都是Ge-Se > As-Se > Te-Se,与相应的玻璃转变温度的实验结果一致。含有一配位碘原子的Te-I键比含有二配位碘原子的Te-I键强。As-As和As-I键比两类Te-I键都强。较强的As-As和As-I键取代较弱的Te-I键,是随着Te₂Se_7-xIAs_x玻璃中砷元素的增加,结构和性能随之变化的主要原因。

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碳化钛与氮化钛类陶瓷材料结构、性能与量子化学计算研究

闵新民, 邓志平, 李嘉宇, 袁润章

计算物理 1997, 14 (1): 1-5.

摘要（253）

PDF （244KB）（1118）

用自洽场离散变分Xα(SCF-Xα-DV)量子化学计算方法研究了碳化钛、氮化钛、氧化钛及碳化钛掺铌等陶瓷材料,讨论了结构、性能与化学键之间的关系。计算结果符合硬度和强度的次序碳化钛 > 氮化钛 > 氧化钛,及随(Nb_yTi_1-y)Cx掺杂晶体系列样品掺铌量的增加,碳空位数随之增加,样品的显微硬度与电阻率随之减小的实验结果。

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