低压缩硬质材料氮碳酰亚胺的第一性原理计算

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紧跟研究热点，一大波顶刊g-C3N4光催化优质工作来袭

紧跟研究热点，一大波顶刊g-C3N4光催化优质工作来袭在众多光催化剂中，具有独特结构的石墨相氮化碳g-C3N4由于其良好的光催化性能，成为了目前研究的热点。

相比于其他的光催化剂，它的优点十分突出：能够吸收可见光、热稳定性和化学稳定性良好，并且无毒、来源丰富、制备成型工艺也简单。

我们特地为大家整理了24篇g-C3N4光催化优质工作，点击小标题可以直接跳转资讯详情。

1. 碳点/氮化碳实现析氢-降解双同步Adv.Funct. Mater.-清华大学李景虹教授和刘会娟教授通过超声空蚀效应设计了均匀“局部加热”方法，用以在2D C3N4纳米片中嵌入高度结晶的碳量子点（CQD）。

基于密度泛函理论计算和电化学测试，研究人员发现在C3N4中引入CQDs不仅可以拓展光吸收谱区段，而且还可以减小电子的有效质量（e-），从而降低与空穴复合的几率，促进光生载流子转移。

此外，高度有序的CQDs 具有优异的过氧化物酶模拟活性，能够逐步通过以下过程提高催化产氢效率：（i）2H2O → H2O2 + H2；（ii）H2O2→ 2·OH；（iii）·OH + 双酚A →最终产物，其产氢率可达152 μmol g-1h-1，为纯C3N4的数倍之高。

2. 石墨炔助力g-C3N4提高其空穴迁移率Adv. Energy Mater.-天津理工大学卢秀利和鲁统部首次报道了一种简单的超薄二维g-C3N4/graphdiyne——石墨炔（GDY）异质结构建方法，通过在N-甲基吡咯烷酮（NMP）溶液中发生溶剂热反应，成功将2D g-C3N4负载在2D GDY的3D纳米片阵列上，并将其用作光电阴极，成功提高了g-C3N4的空穴传输速率。

合成的g-C3N4/GDY异质结为光生空穴提供了丰富的传输通道，由于GDY具备较高的空穴迁移率，从g-C3N4注入到GDY中的光生空穴在其内部快速转移，从而在0.1 M Na2SO4溶液中0 V vs. NHE偏压下，具有-98 μA cm-2的优异光电流，比单纯的 g-C3N4光电阴极（相同条件下，-32 μA cm-2）高出三倍。

VASP第一性原理计算与案例详解

VASP第⼀性原理计算与案例详解V ASP第⼀性原理计算与案例详解⽬录第⼀章 LINUX命令 (3)1.1 常⽤命令 (3)1.1.1 浏览⽬录 (3)1.1.2 浏览⽂件 (3)1.1.3 ⽬录操作 (3)1.1.4 ⽂件操作 (3)1.1.5 系统信息 (3)第⼆章 SSH软件使⽤ (4)2.1 软件界⾯ (4)2.2 SSH transfer的应⽤ (5)2.2.1 ⽂件传输 (5)2.2.2 简单应⽤ (5)第三章 VASP的四个输⼊⽂件 (5)3.1 INCAR (5)3.2 KPOINTS (6)3.3 POSCAR (6)3.4 POTCAR (7)第四章实例 (8)4.1 模型的构建 (8)4.2 VASP计算 (11)4.2.1 参数测试（VASP）参数设置 (11)4.2.2 晶胞优化(Cu) (18)4.2.3 Cu(100)表⾯的能量 (20)4.2.4 吸附分⼦CO、H、CHO的结构优化 (22)4.2.5 CO吸附于Cu100表⾯H位 (24)4.2.6 H吸附于Cu100表⾯H位 (25)4.2.7 CHO吸附于Cu100表⾯B位 (26)4.2.8 CO和H共吸附于Cu100表⾯ (28)4.2.9 过渡态计算 (29)第⼀章 Linux命令1.1 常⽤命令1.1.1 浏览⽬录cd: 进⼊某个⽬录。

如：cd /home/songluzhi/vasp/CH4cd .. 上⼀层⽬录；cd / 根⽬录；ls: 显⽰⽬录下的⽂件。

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新型超硬材料AlMgB_(14)高温高压物态方程和力学性质的第一性原理计算

原子与分子物理学报JOURNAL OF ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS Vol.38No.3 Jun.2021第3"卷第3期2021年6月新型超硬材料A1MZ14高温高压物态方程和力学性质的第一性原理计算周梦1,景素华+,王彬彬2(1.武警警官学院基础部，成都610213；2.西华师范大学物理与空间科学学院，南充637002)摘要：新型三元超硬复合材料AlMgB”由于具有硬度高、密度低、热稳定性好、导电性能好且制作成本低等一系列优良特性，而成为超硬材料领域的研究热点.本文基于密度泛函理论的第一性性理算法，运用计算机模拟技术,模拟实际实验中难以达到的高温和高压条件,结合Kohn-Sham方程第自洽求解计计新型超硬材料AlMgB”在高温高压下的力学性质、物态方程.从而对比获得其物理化学性质与高压弹性常数，并讨论其背后的物理本质.本文首先对AlMgB”进行结构优化；其次,计算在不同原胞体积下所对应的晶格总能量,获得了AlMgB”第状态方程参数、热力学性质及其随温度和压力第变化关系.同时也研究了常压及加压时,AlMgB1C晶体体弹性性质的特点及变化情况.研究结果不仅构建了微观结构AlMgB14与其宏观物理特性之间的桥梁，同时为其材料第工程应用和基础论研究提供良好的帮助，而且本论文采用的理论计算方方还可以应用到其它材料的物态方程研究中.关键词：超硬材料；AlMgB14;第一性原理；高压性质中图分类号：O52文献标识码：A DOI：10.19855/j.l000-0364.2021.034003Equation of state and mechanical properties of AlMgB14under high temperature and pressurr:a firs.-principles stedyZHOU Meng1,JING Su-Hua1,WANG Bin-Bin2(1.Department of Basics,OOlcers College of PAP,Chengdu610213,China；2.Physics and Space Science College,China West Normal University,Nanchong637002,China)Abstract:The new ternary Supet-hard material AlMgBg hat become a reseerch focus in the field of Superhard materialt due te its excellent properties of high hadnes,low density,good thermal stability,good electmcol conductivity and low production cost.Based on the fni ponciples algorithm of density functional theory and the self-consistent solution of Kohn-Sham equation,the mechanicct and state equation of AlMgBg undes high temperature and high pressure were cclculated.The physic。

AlN(10—10)表面结构的第一性原理计算

ｓｒｃｕｅｆｈｏ－ｏａｕｆｃｆＡｌ（０１ａｅｃｌｕａｅ．ｅｃｌｕａｅａｔｅｃｎｔｎｎｕｋｍｏｕｕｆｔｕｔｒｓｏｅｎｎｐｌｒｓｒａｅｏＮ１－０）ｒａｃｌｔｄＴｈａａｌｔｄｌｔｉｏｓａｔａｄｂｌｄｌｓｏｔｃｚｎｌｎｅＡ１ｃｙｔｌａｅｉｘｅｌｎｇｅｍｅｔｗｉｈｘｅｉｎａａａＩｏｎｈｔｔｅｓｒａｅｉｈｒｃｅ— ｉｃｂｅｄＮｒｓａｒｅｃｌｅｔａｒｅｎｔｔｅｅｐｒｍｅｔｌｄｔ．ｔｉｆｕｄｔａｈｕｆｃＳｃａａｔｒｎｈＳｉｅｙａｔｐｌｙｒｂｎ－ｅｔ－ｏｔａｔｎｏａｉｎｒｌｘｔｏｈｏｇｓｎｈｌｂａｄｓｐｒｅｌｏｅＴｈｕｆｃｚｄｂｏ－ａｅｏｄｌｎｈｃｎｒｃｉｇｒｔｔｅａａｉｎｔｒｕｈｕｉｇｔｅｓａｎｕｅｃｌｍｄ．ｅｓｒａｅｇｏＡｌｎａｏｖｏｒｓｔｅｓｂｔａｅＡ１ａｏｔｎｓｔｏｍｌｎｒｓ２ｌｅｂｎｉ，ｉａｏｔｎｓｔｄＮｔｍｓｍｏｅｔｗａｄｈｕｓｒｔ．ｔｍｅｄｏｆｒａｐａａｐ一ｉｄｎｗｈｌＮｔｍｅｄｏａａｋｏｇｅ
Ａｂｓｒｃｔａｔ
Ｕｓｎｈｒｔｐｉｃｐｅｔｏａｅｎｔｅｄｎｉｙｆｎｔｏａｈｏｙｔｅａｏｉａｄｅｅｔｏｉｉｇｔｅｆｓ－ｒｎｉｌｓｍｅｈｄｂｓｄｏｈｅｓｔｕｃｉｎｌｅｒ，ｈｔｍｃｎｌｃｒｎｃｉｔ

第一性计算原理

Vasp我所用第一原理是基于密度泛函（DFT）的从头计算，是以电子密度作为基本变量（HK定理），通过求解kohn-sham方程，迭代自洽得到体系的基态电子密度，然后求体系的基态性质。

还有一种是基于hartree-fock自洽计算，通过自洽求解HF方程，获得体系的波函数，求基态性质。

KS方程的计算水平达到了HF水平，同时还考虑了电子间的交换关联作用。

关于DFT中密度泛函的Function其实是交换关联泛函，包括LDA,GGA,杂化泛函等等。

一般LDA为局域密度近似，在空间某点用均匀电子气密度作为交换关联泛函的唯一变量，多数为参数化的CA-PZ方案；GGA为广义梯度近似，不仅将电子密度作为交换关联泛函的变量，也考虑了密度的梯度为变量，包括PBE,PE.RPBE等方案。

在处理计算体系中原子的电子态时有两种方法，一种是考虑所有电子叫做全电子法，比如WIEN2K中的FLAPW方法（线性缀加平面波）；另一种是只考虑价电子而把芯电子和原子核构成离子实放在一起考虑即赝势法，一般贋势法是选取一个截断半径，截断半径以内波函数变化较平滑，和真实的不同，截断半径以外则和真实情况相同，而且贋势法得到的本征值和全电子法应该相同。

贋势的测试标准应是贋势与全电子法计算结果的匹配度，而不是贋势与实验结果的匹配度，因为和实验结果的匹配可能是偶然的。

关于Ecut的收敛测试。

一般情况下，总能相对于不同Ecut做计算，当截断能增大时总能变化不明显即可。

但是在需要考虑体系应力时，还需要对应力进行收敛测试，而且应力相对于截断能要比总能更为苛刻。

也就是某个截断能下总能已经收敛了，但应力未必收敛。

(力的计算是在能量的基础上进行的，能量对坐标的一阶导数得到力。

计算量的增大和误差的传递导致力收敛慢。

)K点也是需要经过测试的。

何时需要考虑自旋？例如BaTiO3中，三个元素分别为=+2，+4，-2价，离子全部为各个轨道满壳层的结构，此时就不必考虑自旋了。

Zr-Cr-Al-C化合物结构与力学性质的第一性原理模拟

Zr-Cr-Al-C化合物结构与力学性质的第一性原理模拟车晓东;孟志荣;郭志易;张小涛【摘要】三元层状陶瓷因兼具金属和陶瓷的优点而被广泛研究.本文采用第一性原理CASTEP软件计算了两种三元层状陶瓷—Cr2AlC和ZF4Al3C6的结构和力学性质.结构优化后,这两种化合物的晶格常数与实验值符合地很好,说明了计算结果可靠.Cr2AlC的体弹性模量为179.5GPa,剪切模量为154.2GPa,维氏硬受28.9GPa;Zr4Al3C6的体弹性模量为2027GPa,剪切模量为157.6GPa,维氏硬度25.8GPa.【期刊名称】《天津化工》【年(卷),期】2018(032)004【总页数】3页(P23-25)【关键词】Cr2AlC;Zr4Al3C6;力学性质;第一性原理模拟【作者】车晓东;孟志荣;郭志易;张小涛【作者单位】太原工业学院材料工程系,山西太原030008;太原工业学院材料工程系,山西太原030008;太原工业学院材料工程系,山西太原030008;太原工业学院材料工程系,山西太原030008【正文语种】中文【中图分类】X703从20世纪60年代发现以来，三元层状陶瓷材料就因独特的层状结构，而具有优良的力学、热学和电学、可加工等综合性能，逐渐地引起了人们的关注[1]。

这类化合物通常被写为Mn+1AXn，n可取1～3，其中M为过渡族金属元素，A主要为ⅢA或IVA族元素，X为C或N原子，简写为MAX。

迄今已发现有60多种化合物拥有MAX结构，同属于P63/mmc 空间群[2～5]。

该结构如图1（a）所示，可以看做由A层插入到了MX层间形成。

因而，实验上在去除A层后可制得了Mn+1Xn烯二维材料[6]。

之后，在Hf-Al-C和Zr-Al-C体系[7]中人们发现存在另一种类型的三元层状化合物，化学式为(MC)nAl3C2或(MC)nAl4C3，晶体结构为 P63/mmc。

本文采用第一性原理方法，对以上两类典型层状结构化合物—Cr2AlC和Zr4Al3C6的结构和力学性能进行计算。

压力对TiN结构和弹性影响的第一性原理计算

ｆ “器ｆ＿
图１ＴＮ的能量．ｉ体积关系图
拟合得到基态性质有平衡体积（即原子在能量最低
时或稳定态时所对应的体积），平衡能量（即原子的最低能量）体模量以及压力偏导．，如表１所示，本工作得到的结果与实验数据［Ｊ１符６
江西师范大学学报（自然科学版）
的弹性常数Ｃ】ｃ２ｃｌ１和４，４
２结果和讨论
２１结构性质．
言
蛔
本文计算得到了ＴＮ六方相和立方相的总能量ｉ和晶格常数．方Ｎａ１立Ｃ结构是ｆｃｃ基晶格，中２个其
弹性常数ＣＣ２Ｃ３Ｃ３Ｃ，方结构取３独立１ｌ３和４立， ’ ４个
收稿日期：２１－０１００１－６
作者简介：周明林（９２）１６一，男，河南沈丘人，副教授，主要从事理论物理方面的研究
原子在Ｗｙｋｆ位置４ｃｏａ和４，ｂ纤锌矿结构Ｗｙｋｆｃｏ位置２：Ｉ，／，）处包含４独立原子，空间群ｂ（／２３ｚ３个
为Ｐ３．６ｍｃ通过Ｍｕｎｇａｒａｈｎ物态方程拟合ＥＶ曲线为－
＝
体￣（ｌ一ｎ／Ｊｘ０ｌ）Ｊ１
利用第一性原理方法研究不同压力下ＴＮ六方和立ｉ
方相的结构和弹性性质．
ｒ１２３，口１口口２ｌｂ３．ｂ１
ｃＣＣｌ２３
对晶格施加一系列应变￡Ｅ，２ｅ，４ｃ，＝（１占，３ｅ，５），应变小于００．变形后的晶格矢量记为，其．１

ruc高压相变的第一性原理计算外文翻译及原文大学论文

本科毕业设计（论文）外文翻译译文学生姓名：院（系）：材料科学与工程专业班级：材料1101指导教师：完成日期：2015年3月1日要求1、外文翻译是毕业设计（论文）的主要内容之一，必须学生独立完成。

2、外文翻译译文内容应与学生的专业或毕业设计（论文）内容相关，不得少于15000印刷符号。

3.外文翻译译文用A4纸打印。

文章标题用3号宋体，章节标题用4号宋体，正文用小4号宋体，20磅行距；页边距上、下、左、右均为2.5cm，左侧装订，装订线0.5cm。

按中文翻译在上，外文原文在下的顺序装订。

4、年月日等的填写，用阿拉伯数字书写，要符合《关于出版物上数字用法的试行规定》，如“2005年2月26日”。

5、所有签名必须手写，不得打印。

RuC高压相变的第一性原理计算First-principle calculations of high-pressure phasetransformations in RuC作者：Jian Hao, Xiao Tang, Wenjing Li, Yinwei Li起止页码：46004-p1~p5出版日期（期刊号）：EPL, 105 (2014) 46004,2014年2月27日出版单位：IOP, EPL (Europhysics Letters)摘要- 使用第一原理计算在高压下RuC的结构稳定性。

结果表明，在9.3GPa的压力下，RuC从ZB型（闪锌矿型）结构转变为空间群为I4mm的四面体结构。

通过RuC5金字塔构造的I4mm结构的稳定性达26GPa，在更高压力下，则更有利成为WC型结构。

观察到伴随ZB型→ I4mm → WC型的相序，配位数增加从4至5，然后至6。

能带结构的计算表明，ZB型相是半导体，而I4mm和WC型相是金属。

此外，对所有三个阶段的RuC的机械特性进行了讨论。

简介-经压缩，由于原子间相互作用的变化和电子密度的再分配，化合物通常经历若干次相变。

结构的变化也因此可以引起物理性质的剧烈变化[1]。

低压缩硬质材料氮碳酰亚胺的第一性原理计算

硬质材料碳氮酰亚胺的电子结构特征摘要：采用第一性原理计算方法研究了氮碳酰亚胺C2N2(NH) 的晶体结构﹑力学和电子特性。

计算得到的晶格参数、实验数据均与先前的理论结果很好吻合。

且计算表明常压下正交结构的C2N2(NH)力学性质稳定。

计算得到的高体弹性模量和剪切模量表明C2N2(NH)可做为超强抗压缩硬质材料的潜在候选者。

此外，文章还讨论了其各向异性和德拜温度的大小。

另外电子能态密度和电子局域函数分析表明，存在于CN4四面体中的C-N强共价键是其具有高体弹模量和剪切模量以及小泊松比的主要原因。

关键词：第一性原理计算力学和电子性质弹性各向异性电子局域函数AbstractFirst principles calculations are performed to investigate the structural, mechanical, and electronic properties of C2N2(NH). Our calculated lattice parameters are in good agreement with the experimental data and previous theoretical values. Orthorhombic C2N2(NH) phase is found to be mechanically stable at an ambient pressure. Based on the calculated bulk modulus and shear modulus of polycrystalline aggregate, C2N2(NH) can be regarded as a potential candidate of ultra-incompressible and hard material. Furthermore, the elastic anisotropy and Debye temperatures are also discussed by investigat-ing the elastic constants and moduli. Density of states and electronic localization function analysis show that the strong C–N covalent bond in CN4 tetrahedron is the main driving force for the hing bulk and shear moduli as well as small Poisson’s ratio of C2N2(NH)Keywords:First principles calculations Mechanical and electronic Elastic anisotropy Electronic localization function1.引言探索和设计超强抗压缩超硬材料是一个具有挑战性的长期课题，在基础科学和技术应用方面有着非常重要的意义[1]。

C3N4基本性质的第一性原理研究

The Firstprinciples study of basic properties of C3 N4
ＲUAN Linwei1 ，ZHU Yujun1* ，QIU Lingguang1 ，LU Yunxiang2
（ 1． School of Chemistry and Chemical Engineering，Anhui University，Hefei 230601 ，China； 2． School of Chemistry and Molecular Engineering，East China University of Science and Technology，Shanghai 200237 ，China）
duan10采用基于密度泛函理论的lmtoasa能带计算方法对茁c的能带结构进行了计算计算结果显示n的2p电子占据了非键轨道禁带宽度较窄茁c的结构为间接能带带宽为417511采用第一性原理的密度泛函理论平面波赝势法通过广义梯度近似对cubicc进行了研究结果表明cubicc属于间接能隙的半导体带宽为292evc的电荷分别为044033键长为0
d
Pseudocubic － C3 N4 图1 Fig． 1 C3 N4 的晶体结构
e
Graphitic － C3 N4
图中灰色原子为碳原子；黑色原子为氮原子 Crystal structures of C3 N4
Graphitic － C3 N4 密度最低，表 1 为 C3 N4 体积、密度以及能量参数表．由表 1 可知，这可能与其特殊的， Cubic － C N ，． Graphitic － C N ，层状结构有关 3 4 的密度最大体积最小 3 4 能量最低最稳定．而 Pseudocubic － C3 N4 能量最大，最不稳定．

韧性金属间化合物CeAg的第一性原理计算

Abstract: The first-principle calculations were performed to investigate the structural, mechanical, electronic and thermal properties of the binary ductile intermetallic compound CeAg with B2 (CsCl) structure. The calculated value of lattice constant a0 for CeAg with generalized gradient approximation is 3.713 Å, which is in better agreement with experimental data than local spin density approximation. The negative energy of formation implies that CeAg with B2 structure is thermodynamically stable phase. The greater separation between the d bands of Ce and Ag results in weaker bond hybridization of Ce d—Ag d, which prevents formation of directional covalent bonding. The three independent elastic constants (C11, C12 and C44) are derived and the bulk modulus, shear modulus, elastic modulus, anisotropy factor, and Poisson ratio are determined to be 57.6 GPa, 15.8 GPa, 43.4 GPa, 3.15 and 0.374, respectively. The elastic constants meet all the mechanical stability criteria. The value of Pugh’s criterion is 3.65. The ductility of CeAg is predicted if Pugh’s criterion is greater than 1.75. Furthermore, the variations of volume, bulk modulus, heat capacity, and thermal expansion coefficient with temperature and/or pressure were calculated and discussed. Key words: CeAg; first-principle; elastic constant; thermodynamic property

第一性原理对Zr_(1-x)Nb_xC碳化物力学性能的分析

第一性原理对Zr_(1-x)Nb_xC碳化物力学性能的分析
朱弘伟;马文睿;张昊;夏书乐;李浩楠;董继宇
【期刊名称】《山西大同大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(40)3
【摘要】ZrC和NbC作为结构材料中常见的第二相强化颗粒,具有高硬度、高熔点以及高比模量的特点,此外还具有相同的晶胞结构。

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,构建了Zr_(1-x)Nb_(x)C(x=0,0.25,0.5,0.75,1)的晶胞模型,并分析了其物理化学性质,在理论上证明了该类碳化物具有很好的机械稳定性。

通过弹性常数的计算得到体模量、剪切模量及泊松比等力学性能,计算结果表明该类碳化物均为脆性相,其中Zr_(0.25)Nb_(0.75)C的抗剪切和抗拉能力最高,同时拥有最高的应变能和硬度,NbC表现出最高的塑性和熔点。

【总页数】5页(P45-49)
【作者】朱弘伟;马文睿;张昊;夏书乐;李浩楠;董继宇
【作者单位】山西大同大学物理与电子科学学院;镁合金新材料及成形山西省技术创新中心;山西大同大学教学质量监控与督导中心;中信戴卡股份有限公司;燕山大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】O482.1
【相关文献】
1.(Fe_(1-x)Ni_x)_4N晶体结构和磁性的第一性原理分析
2.第一性原理计算锐钛矿型TiO_2电子结构及力学性能分析
3.多组元碳化物Ti_xV_（1-x）C弹性性能与稳定性的第一性原理研究
4.二硼化物固溶体(Ti/Zr)1-x(Ta/Nb)xB2的结构稳定性和力学性能的第一性原理研究
5.Mo_(1-x)W_(x)C碳化物稳定性及力学性质的第一性原理计算
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第一性原理计算论文：第一性原理计算AMgNi4合金稳定性力学性能电子结构

第一性原理计算论文：第一性原理计算AMgNi4合金稳定性力学性能电子结构第一性原理计算论文：第一性原理计算AMgNi4合金稳定性力学性能电子结构【中文摘要】纯金属镁虽有丰富的含量和各种优异的性能,如低密度、高的比强度和刚度、好的减震性和电磁屏蔽性等等,但因其活泼的化学性质,在室温或高温下较差的力学性能等方面的原因,极大地限制了它在现代工业上的应用。

为了提高镁的性能尤其是高温下的力学性能,和满足工业上对结构材料的大量需求,对镁合金的研究探索已经成为开发轻质结构材料的热点,引起了实验和理论上的持续关注。

虽然目前对稀土镁合金进行了大量的实验研究,但是对一些合金及合金中的相缺乏深入的了解,尤其对一些内在的作用机制还不是很明确,需要理论方面的研究指导。

本文采用基于密度泛函理论之上的第一性原理计算的方法,对稀土镁合金中典型的C14型Mg2Y（Yb）强化相进行了理论上的计算,得到了与实验一致的结构参数。

计算所得到的结合能表明Mg2Y （Yb）相,具有较强的结构稳定性,且Mg2Y相对Mg2Yb而言更稳定。

对弹性常数及力学性质的计算分析表明Mg2Yb相比Mg2Y展示了好的塑性和各向同性,而Mg2Y比Mg2Yb相具有较大的弹性常数Cij和较好的刚度。

接着,采用相同的计算方法对新型三元镁合金AMgNi4（A=Y, La, Ce, Pr和Nd）进行了结构参数、力学性质、电子结构等方面的研究。

计算得到的平衡晶格常数与实验很好的一致,负的形成焓ΔH和结合能Ecoh表明这些合金有很强的稳定性。

其次,计算结果指出YMgNi4合金在这些合金中有最大的弹性常数Cij、剪切模量G、体模量B和杨氏模量E,却有最小的泊松比υ和最差的韧性。

再次,结果还表明三元合金AMgNi4（A=La, Ce, Pr和Nd）的弹性常数Cij、剪切模量G、体模量B、杨氏模量E以及G/B这些物理量的值,均随着元素A原子序数的增大而增大,而泊松比υ却是逐渐变小、韧性逐渐减弱,依次呈现规律性变化。

异质结构态密度计算

异质结构态密度计算引言：异质结构是指由不同材料组成的复合材料，其性能和结构特点与单一材料的性能和结构特点截然不同。

在材料科学和工程中，了解异质结构的性质和特点对于设计和制造高性能材料至关重要。

而计算异质结构的态密度是一种重要的方法，可以帮助我们了解材料的电子结构和力学性质。

本文将介绍异质结构态密度计算的原理和方法。

一、异质结构态密度的概念异质结构态密度是指在给定能级范围内，单位能量和单位体积内的态数。

在材料科学中，态密度是描述材料的电子结构特性的重要参数。

对于异质结构而言，由于不同材料之间的界面效应和相互作用，其电子结构和态密度往往会发生变化。

因此，计算异质结构的态密度可以帮助我们理解材料的电子行为和性能。

二、计算方法计算异质结构的态密度需要进行复杂的计算，下面将介绍常用的两种计算方法。

1. 第一性原理计算方法第一性原理计算方法是一种基于量子力学原理的计算方法，可以准确地计算材料的电子结构和态密度。

该方法利用密度泛函理论和平面波基组，通过求解薛定谔方程来计算材料的电子结构。

对于异质结构而言，需要将不同材料的晶胞进行合理的构建，并考虑界面效应和相互作用。

通过第一性原理计算，可以得到异质结构的电子能带结构和态密度分布。

2. 原子尺度模拟方法原子尺度模拟方法是一种基于经典力学原理的计算方法，可以模拟材料的原子结构和力学性质。

对于异质结构而言，可以通过分子动力学模拟或蒙特卡洛模拟来模拟材料的结构和性能。

在模拟过程中，需要考虑不同材料的原子相互作用和界面效应。

通过原子尺度模拟，可以得到异质结构的原子结构和力学性质，并进一步计算其态密度。

三、应用和意义异质结构态密度的计算对于材料科学和工程具有重要的应用价值和意义。

1. 材料设计与优化通过计算异质结构的态密度，可以帮助科学家们了解材料的电子行为和性能。

对于新材料的设计与优化而言，了解其电子结构和态密度分布是十分重要的。

通过计算，可以预测和优化材料的能带结构和能级分布，进而调控其电子性质和物理性能。

实验指导书(一)-第一性原理方法计算

《计算材料学导论》实验指导书实验一：第一性原理方法计算模拟化合物的晶体结构和电子结构实验目的：1）近十年来，随着计算机技术和材料科学的发展，基于密度函数理论的第一性原理方法计算在材料科学中的应用十分普遍和活跃，发展异常迅速。

其应用领域涉及材料晶体结构优化，态密度和能带结构等电子结构，掺杂效应，相变热力学、光、电磁学性质的计算和设计。

量子化学计算软件包较多，如免费软件包ABINIT(详见教材), 商业化软件包V ASP, CASTEP，GAUSSIAN。

本实验运用VASP4.6软件包，计算AB型的ZnS或相似结构的晶体结构和电子结构。

实验要求：2）首先完成下列基础知识的问答填空，然后运用运用V ASP4.6软件包，计算AB型的ZnS或相似结构的晶体结构和电子结构，并画出图形。

实验内容:(一) 基础填空1) 简述第一性原理方法（或从头算）的基本概念。

（）2）简述第一性原理方法在材料科学中有哪些具体应用？（）3) 什么叫多粒子体系的总能？（）4) 什么叫能带结构？它是如何形成的？（）（二）第一性原理方法计算模拟AB型化合物（如ZnS）的晶体结构和电子结构。

1.ZnS具有多种晶形，如闪锌矿结构(The Zincblende (B3) Structure)和纤锌矿结构（The Wurtzite (B4)Structure）,与之结构相同的化合物还有很多，不少化合物具有独特的光电特性。

请根据计算指南和模板，计算ZnS或者ZnO, SiC, AlN, CdSe，AgI, AlAs, AlP, AlSb, BAs, BN, BP, BeS, BeSe, BeTe, CdS,CdSe,CdTe, CuBr, CuCl, CuF, CuI, GaAs, GaP, GaSb, HgS, HgSe, HgTe, INAs, InP, MnS, MnSe, SiC, ZnSe, ZnTe)的晶体结构（含晶胞参数a,b,c,V，原子位置的可变内部参数），电子结构(含态密度（含总态密度，分态密度）和能带结构。

低维碳材料结构和稳定性的第一性原理计算的开题报告

低维碳材料结构和稳定性的第一性原理计算的开题报告一、研究背景碳材料是当今材料科学领域中备受关注的材料，具有很广泛的应用前景。

在碳材料中，低维碳材料尤其受到研究者们的关注，因为它们的结构简单，具有许多独特的物理和化学性质，表现出许多不同的应用潜力。

但是，由于低维碳材料结构特殊性质的存在，现有的理论模型无法准确描述其结构和稳定性。

因此，使用第一性原理计算方法对低维碳材料的结构和稳定性进行研究，有助于深入理解低维碳材料的特殊性质和实现其应用。

二、研究目的本文旨在研究低维碳材料的结构和稳定性，并利用第一性原理计算方法对其进行分析。

具体研究内容如下：1. 系统总结低维碳材料的研究现状，包括其种类及特性，并较全面地揭示其独特性质。

2. 通过第一性原理计算方法，对低维碳材料的结构进行计算和分析，从原子尺度上解析其电子结构和物理性质，以及微米尺度上的力学性质。

3. 对低维碳材料的稳定性进行分析，研究其稳定性的原因，并讨论其在实际应用中的限制。

三、研究方法和步骤本文的第一性原理计算采用密度泛函理论（DFT），利用VASP软件包进行计算。

具体步骤如下：1. 确定研究模型的晶体结构、原子种类和组成方式。

2. 建立相应的晶格结构和初始模型，并根据实验中已经存在的结构参数设置初值。

3. 利用VASP软件包进行计算和模拟，获取低维碳材料的电子结构、物理性质和力学性质，以及有关稳定性的参数信息。

4. 通过对数据的比较和统计分析，得到低维碳材料的最稳定结构，并讨论低维碳材料的稳定性和相关应用潜力。

四、研究意义利用第一性原理计算方法研究低维碳材料的结构和稳定性，对深入认识低维碳材料的特殊性质和促进其应用具有重要意义。

同时，本文研究成果对金属物相、器件和纳米材料等领域的相关研究也有参考价值。

五、预期成果本文预计从低维碳材料的电子结构、物理性质及其稳定性等方面分析得到有关低维碳材料的定量理论计算结果，并发现低维碳材料的独特性质。

同时，探索低维碳材料的稳定性和应用前景，为低维碳材料的应用提供理论指导。