2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、本文從密度泛函理論為基礎(chǔ)的第一性原理出發(fā),采用廣義梯度近似(GGA:Generalized Gradient Approximation),運(yùn)用全勢(shì)能線性綴加平面波(FLAPW:Full Potential Linearized Augmented Plane Wave)方法,首先系統(tǒng)的研究了鑭基儲(chǔ)氫材料中間相中氫原子的微觀組態(tài)和占據(jù)規(guī)律,通過優(yōu)化得到了LaNi<,5>H<,x>(x=2,3,4,5)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì);另外,優(yōu)化計(jì)算

2、LaNi<,5>He晶體結(jié)構(gòu)來探求氚衰變后氦在合金中的占據(jù)位置;并通過氫化物L(fēng)aNi<,5>H<,5.5,5>He<,0.5,1>和LaNi<,5>H<,6.5,6>He<,0.5,1>以及衍生物L(fēng)aNi<,4.5>A1<,0.5>H<,6.5.5.5>He<,0,0.5,1>建模研究,對(duì)鑭基儲(chǔ)氫材料氫化物中氦行為進(jìn)行了詳細(xì)探討;以上計(jì)算結(jié)果均與相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比首次對(duì)LaNi<,5>H<,2,3,4,5>進(jìn)行了建模研究,經(jīng)過優(yōu)化得

3、到穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu),從理論上驗(yàn)證其存在性,并計(jì)算給出了它們的電子密度以及狀態(tài)密度圖。結(jié)果表明,幾種穩(wěn)定模型中,H原子最終穩(wěn)定地排布在基平面(12n位)和中間面(6m位)上,并且由于第一個(gè)氫原子占據(jù)在12n格位后,引起晶胞體積膨脹,使得第二個(gè)氫原子優(yōu)先占據(jù)中間面的6m格位,當(dāng)氫原子個(gè)數(shù)從3增加到5時(shí),氫原子在12n格位和6m格位交替占據(jù)。通過態(tài)密度和電子密度分析,H易與Ni離域形成共價(jià)鍵,而與La成鍵情況不明顯;La原子與Ni原子之間的相互

4、作用隨著H原子的增加而有所減弱。 對(duì)LaNi<,5>He晶體結(jié)構(gòu),構(gòu)建了七種不同模型,優(yōu)化結(jié)果表明,氦在十二面體間隙(1b)的能量最低,因此氚衰變后,氦原子優(yōu)先占據(jù)該間隙位置。通過對(duì)氦遷移曲線的分析可得,氦原子可以從其他間隙位越過一定的勢(shì)壘向十二面體間隙擴(kuò)散與遷移。通過對(duì)LaNi<,5>H和LaNi<,5>He二者態(tài)密度、電荷密度以及等勢(shì)面分布的比較發(fā)現(xiàn),La原子和Ni(2c)原子之間電荷密度的降低和勢(shì)壘的升高,導(dǎo)致了它們之間成

5、鍵的減弱。 對(duì)于LaNi<,5>H<,5.5,5>He<,0.5.1>,優(yōu)化結(jié)果表明,氚衰變后的He原子易占據(jù)于四面體間隙(6c<,1>)位,而不再是十二面體(1b)格位,這也與XRD的分析結(jié)果是一致的。通過對(duì)態(tài)密度和電荷密度的分析可得,隨著體系氦含量的增加,在價(jià)帶的低能部分帶隙逐漸增大;并且在-4.0 eV處出現(xiàn)一個(gè)新的窄而高的峰,主要是He的s軌道形成的。另外,氦原子的電荷密度在空間局域性較強(qiáng),與周圍的La原子和Ni原子沒有

6、明顯的成鍵現(xiàn)象;并且He原子四周的電荷密度較低,整個(gè)He原子處于一個(gè)較深的勢(shì)阱處。 首次對(duì)LaNi<,5>H<,6.5,6>He<,0.5.1>進(jìn)行了理論計(jì)算,計(jì)算結(jié)果也證實(shí)了在氫化物中氦原子優(yōu)先占據(jù)四面體間隙6c<,1>格位,與LaNi<,5>H<,5.5,5>He<,0.5.1>的計(jì)算結(jié)果是一致的。與LaNi<,5>H<,7>相比,計(jì)算后的晶胞參數(shù)a增大了約0.05A,而晶胞參數(shù)c卻有減小的趨勢(shì)。 為了研究LaNi<

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