物理化学学报
物理化學學報
물이화학학보
ACTA PHYSICO-CHIMICA SINICA
2015年
z1期
75-80
,共6页
李如松%何彬%李刚%许鹏%卢新城%王飞
李如鬆%何彬%李剛%許鵬%盧新城%王飛
리여송%하빈%리강%허붕%로신성%왕비
5f状态%电子结构%定域状态%自旋极化
5f狀態%電子結構%定域狀態%自鏇極化
5f상태%전자결구%정역상태%자선겁화
5f state%Electronic structure%Localization%Spin polarization
为了描述δ-Pu中5f电子的定域/离域状态,获得准确的5f电子布居数,本文采用多种密度泛函理论方法对5fn(n=0-7)电子构型进行了第一性原理计算.研究结果表明,自旋极化效应明显降低各个电子构型的内聚能,增强其内聚性质.对于5f0、5f1、5f3、5f4、5f6电子构型,当晶格常数超过0.475 nm时,自旋极化局域密度近似(SP-LDA)+U方法计算获得的内聚能明显低于SP-LDA方法除了5f4和5f6电子构型以外,自旋极化广义梯度近似(SP-GGA)+U方法计算获得的内聚能明显低于SP-GGA方法,当晶格参数超过0.570 nm时,SP-GGA+U和SP-LDA方法计算的内聚能趋向于重合.对于SP-LDA+U方法,5f0、5f1、5f3、5f4和5f6电子构型的内聚能是相同的,5f2、5f5和5f7电子构型的内聚能是相同的.对于SP-GGA+U方法,5f0、5f1、5f2、5f3、5f5和5f7电子构型的内聚能是相同的,5f4和5f6电子构型的内聚能趋向于重合.5f投影态密度表明自旋极化效应导致5f轨道产生交换劈裂行为,部分5f状态从Fermi能级上消失,降低5f状态对化学成键过程的贡献,增加了平衡体积,即强烈的自旋极化效应导致5f电子的“部分定域化”.SP-GGA+U方法明显高估了晶格常数,而SP-LDA方法计算获得的晶格常数与实验值相当一致.
為瞭描述δ-Pu中5f電子的定域/離域狀態,穫得準確的5f電子佈居數,本文採用多種密度汎函理論方法對5fn(n=0-7)電子構型進行瞭第一性原理計算.研究結果錶明,自鏇極化效應明顯降低各箇電子構型的內聚能,增彊其內聚性質.對于5f0、5f1、5f3、5f4、5f6電子構型,噹晶格常數超過0.475 nm時,自鏇極化跼域密度近似(SP-LDA)+U方法計算穫得的內聚能明顯低于SP-LDA方法除瞭5f4和5f6電子構型以外,自鏇極化廣義梯度近似(SP-GGA)+U方法計算穫得的內聚能明顯低于SP-GGA方法,噹晶格參數超過0.570 nm時,SP-GGA+U和SP-LDA方法計算的內聚能趨嚮于重閤.對于SP-LDA+U方法,5f0、5f1、5f3、5f4和5f6電子構型的內聚能是相同的,5f2、5f5和5f7電子構型的內聚能是相同的.對于SP-GGA+U方法,5f0、5f1、5f2、5f3、5f5和5f7電子構型的內聚能是相同的,5f4和5f6電子構型的內聚能趨嚮于重閤.5f投影態密度錶明自鏇極化效應導緻5f軌道產生交換劈裂行為,部分5f狀態從Fermi能級上消失,降低5f狀態對化學成鍵過程的貢獻,增加瞭平衡體積,即彊烈的自鏇極化效應導緻5f電子的“部分定域化”.SP-GGA+U方法明顯高估瞭晶格常數,而SP-LDA方法計算穫得的晶格常數與實驗值相噹一緻.
위료묘술δ-Pu중5f전자적정역/리역상태,획득준학적5f전자포거수,본문채용다충밀도범함이론방법대5fn(n=0-7)전자구형진행료제일성원리계산.연구결과표명,자선겁화효응명현강저각개전자구형적내취능,증강기내취성질.대우5f0、5f1、5f3、5f4、5f6전자구형,당정격상수초과0.475 nm시,자선겁화국역밀도근사(SP-LDA)+U방법계산획득적내취능명현저우SP-LDA방법제료5f4화5f6전자구형이외,자선겁화엄의제도근사(SP-GGA)+U방법계산획득적내취능명현저우SP-GGA방법,당정격삼수초과0.570 nm시,SP-GGA+U화SP-LDA방법계산적내취능추향우중합.대우SP-LDA+U방법,5f0、5f1、5f3、5f4화5f6전자구형적내취능시상동적,5f2、5f5화5f7전자구형적내취능시상동적.대우SP-GGA+U방법,5f0、5f1、5f2、5f3、5f5화5f7전자구형적내취능시상동적,5f4화5f6전자구형적내취능추향우중합.5f투영태밀도표명자선겁화효응도치5f궤도산생교환벽렬행위,부분5f상태종Fermi능급상소실,강저5f상태대화학성건과정적공헌,증가료평형체적,즉강렬적자선겁화효응도치5f전자적“부분정역화”.SP-GGA+U방법명현고고료정격상수,이SP-LDA방법계산획득적정격상수여실험치상당일치.
