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Na_（0.6）CoO_2材料电子结构及其声子的第一性原理研究

作　者: 伊日桂
导　师: 赵国军
学　校: 内蒙古大学
专　业: 物理学
关键词: 密度泛函第一性原理声子色散声子模
分类号: O481
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

热电材料是一种可以将热能和电能直接转换的功能材料。其应用主要有温差电和半导体制冷。这类材料具有寿命长、可靠性高、无噪声无移动部件、基上无需维护、环保等优点。与传统的热电材料相比,NaxCoO2材料具有可在高氧化气氛里长期工作,无毒,对环境无污染等优势。本文用第一性原理密度泛函超软赝势方法计算了Na0.6CoO2材料的电子结构、子色散关系及其态密度,其交换关联效应采用了广义梯度近似中的PBE形式。文用了平面波自恰场方法(PWSCF软件包)对材料电子结构、色散关系及态度进行了计算。计算结果表明,在不同钠位置的结构A和B中,其声子谱和密度有明显区别。在结构A和B中声子谱均由其频率明显的分成两部分,且构B中两部分的间隔明显比A中的小很多。经计算还可知,与光学声子在区处双重简并的特性不同,在其他高对称点,如点K和M处均表现出明显的非并性。无论在结构A或是在结构B中其声学声子频率均在布里渊区原点附近着波矢的增加而极近线性下降,而在其他高对称点附近并没表现这种特性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
一绪论  9-18
  (一) 引言  9
  (二) 热电材料  9-15
    1 热电材料性能的评价  10-11
    2 目前研究较深的热电材料  11-12
    3 研究中的新型热电材料  12-15
    4 热电材料的应用前景  15
  (三) 本文的主要工作及所用软件包  15-18
    1 本文的主要工作  15-16
    2 本文所用软件包  16-18
二研究方法及理论基础  18-31
  (一) 密度泛函理论  18-23
    1 绝热近似  18-19
    2 Hohenberg-Kohn定理  19-20
    3 Kohn-Sham方程  20-21
    4 交换关联能E_(xc)  21-23
  (二) 布洛赫定理  23-26
    1 布理渊区k点的选取  25
    2 平面波基组  25-26
  (三) 晶格动力学  26-31
    1 声子—一种准粒子  26-27
    2 格波的基本特点  27-29
    3 声子对热电材料的影响  29-31
三 Na_(0.6)CoO_2材料电子结构及其声子的第一性原理研究  31-41
  (一) Na_(0.6)CoO_2材料的晶体结构及其电子结构的计算  31-33
  (二) Na_(0.6)CoO_2材料声子的第一性原理研究  33-39
  (三) 总结  39-41
参考文献  41-44
致谢  44-45
攻读硕士期间发表的学术论文  45

Na_（0.6）CoO_2材料电子结构及其声子的第一性原理研究

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