二氧化铀电子结构和弹性性质的第一性原理研究?

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范航, 王珊珊, 李玉红. 2015: 二氧化铀电子结构和弹性性质的第一性原理研究?, 物理学报, null(9): 097101. doi: 10.7498/aps.64.097101
引用本文: 范航, 王珊珊, 李玉红. 2015: 二氧化铀电子结构和弹性性质的第一性原理研究?, 物理学报, null(9): 097101. doi: 10.7498/aps.64.097101
Fan Hang, Wang Shan-Shan, Li Yu-Hong. 2015: Study on the electronic structure and elastic constants of uranium dioxide by first principles, Acta Physica Sinica, null(9): 097101. doi: 10.7498/aps.64.097101
Citation: Fan Hang, Wang Shan-Shan, Li Yu-Hong. 2015: Study on the electronic structure and elastic constants of uranium dioxide by first principles, Acta Physica Sinica, null(9): 097101. doi: 10.7498/aps.64.097101

二氧化铀电子结构和弹性性质的第一性原理研究?

Study on the electronic structure and elastic constants of uranium dioxide by first principles

  • 摘要: 本文采用第一性原理的方法系统研究了UO2的晶体结构、电子结构和弹性性质.在计算中采用广义梯度近似结合Hubbard U项描述电子的局域强关联效应.首先通过计算能带带隙大小并与理论值比较的方法,得到了合理的有效库仑相关作用能(Ueff)的取值,同时通过态密度的计算,进一步验证了Ueff取值的合理性.计算得到UO2中U原子的Ueff值为3.30 eV (Ueff =U ?J , U =3.70 eV, J =0.40 eV).应用此参数计算得到的UO2晶格常数为5.54?,带隙宽度为2.17 eV.该结果优于目前现有的研究结果,同时在同样的Ueff值条件下计算所得到的弹性常数与实验值也符合得较好.相较于之前的基于实验测量并分析得到的Ueff值,我们所采用的方法在对UO2性质描述上更为准确.不同的有效库仑相关作用能取值下的态密度结果表明,有效库仑相关作用能的大小可以影响铀原子5f电子轨道的分布.
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出版历程
  • 刊出日期:  2015-05-15

二氧化铀电子结构和弹性性质的第一性原理研究?

  • 兰州大学,核科学与技术学院,兰州 730000

摘要: 本文采用第一性原理的方法系统研究了UO2的晶体结构、电子结构和弹性性质.在计算中采用广义梯度近似结合Hubbard U项描述电子的局域强关联效应.首先通过计算能带带隙大小并与理论值比较的方法,得到了合理的有效库仑相关作用能(Ueff)的取值,同时通过态密度的计算,进一步验证了Ueff取值的合理性.计算得到UO2中U原子的Ueff值为3.30 eV (Ueff =U ?J , U =3.70 eV, J =0.40 eV).应用此参数计算得到的UO2晶格常数为5.54?,带隙宽度为2.17 eV.该结果优于目前现有的研究结果,同时在同样的Ueff值条件下计算所得到的弹性常数与实验值也符合得较好.相较于之前的基于实验测量并分析得到的Ueff值,我们所采用的方法在对UO2性质描述上更为准确.不同的有效库仑相关作用能取值下的态密度结果表明,有效库仑相关作用能的大小可以影响铀原子5f电子轨道的分布.

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