Ba8Si46、Ba8Ag6Si40、Ba8Cu6Si40和Ba8Au6Si40电子特性的研究

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Ba8Si46、Ba8Ag6Si40、Ba8Cu6Si40和Ba8Au6Si40电子特性的研究

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中文摘要：Ba8Si46及其以Ba为基6c晶位掺杂的硅笼化合物，由于其具有磁性、超导电性以及热性质而得到越来越多的关注。尽管对Ba8Si46电子结构方面进行了大量的理论和实验研究，但确切的电学性能仍存在着分歧。本文将重点研究Ba8Si46及其以Ba为基6c晶位掺杂的硅笼化合物的电子结构，以期能得到更好的理论依据。本文的计算均采用第一性原理赝势和正交化平面波展开方法，研究了Ba8Si46、Ba8Ag6Si40、Ba8Cu6Si40和Ba8Au6Si40电子性质，电子的交换关联势采用广义梯度近似。对于Ba8Si46，化合物中Ba原子5d轨道与Si原子3s，特别是3p轨道杂化，一方面导致了Ba8Si46在费米能级附近有很高的态密度，另一方面说明了笼内Ba原子和笼上Si原子之间存在耦合。对于Ba8Ag6Si40、Ba8Cu6Si40和Ba8Au6Si40分析结果表明，由于Ag(Cu、Au)的5s轨道向Si的3p轨道转移电子，导致Ag(Cu、Au)与Si原子间成键趋向离子键。分析了Ba8Si46、Ba8Ag6Si40、Ba8Cu6Si40与Ba8Au6Si40化合物的能带结构。带结构结果表明这几种化合物具有弱金属特征，其中Ba8Cu6Si40的导电性能更强。这为选择较好的导电材料提供了理论依据。 Ba8Si46在不同压强下的电子结构的计算结果表明，Ba8Si46在10GPa发生了同构相变。

作者：

郑岩

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关键词：

硅笼化合物 6c晶位掺杂正交化平面波展开交换关联势电子性质

授予学位：

硕士

学科专业：

理论物理

导师：

史力斌

学位年度：

2009

学位授予单位：

渤海大学

语种：

中文

中图分类号：

O4