|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Моделирование электронного строения и фазового перехода диоксида ванадия на основе первых принциповдипломная работа (Специалист)
- Научный руководитель: Щербинин А.В.
- Автор: Виниченко Дмитрий Александрович
- Тип: Специалист
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2012
- Аннотация: С момента установления природы фазового перехода полупроводник – металл в диоксиде ванадия в 1959 году этот материал привлекает внимание исследователей в связи с возможностью разнообразных практических применений: от температурных сенсоров до носителей данных. Вопрос о природе этого фазового перехода не разрешён однозначно до сих пор; для лучшего понимания этого процесса на микроскопическом уровне необходимо привлекать современные методы квантовой химии и зонной теории. Однако диоксид ванадия относится к классу материалов с сильной корреляцией электронов на энергетических зонах, порождённых в основном 3d орбиталями переходного металла, и даже качественно правильное описание электронной структуры полупроводящей и металлической фазы этого вещества является сложной и до сих пор не решённой до конца задачей. Представляемая работа посвящена выбору и отработке квантово-химической методики, пригодной для корректного описания электронной структуры и энергетики обеих фаз диоксида ванадия при абсолютном нуле температур. Исходя из анализа литературных данных об этом соединении, в качестве рабочего инструмента была выбрана теория функционала локальной плотности c полуэмпирической поправкой Хаббарда (метод LDA+U), предложенная В.И. Анисимовым с соавторами в 1997 году и позволяющая ввести в эффективный одноэлектронный потенциал уравнений Кона – Шема явную зависимость от заселённостей локализованных d-уровней переходного металла. В настоящей работе использовалась версия данного подхода, реализованная в свободно распространяемой квантово-химической программе Quantum Espresso, предназначенной для расчетов зонной структуры и свойств материалов из первых принципов. Показано, что метод LDA+U позволяет при умеренных вычислительных затратах корректно воспроизвести геометрические параметры и плотность состояний тетрагональной и моноклинной фазы диоксида ванадия, а также качественно правильно оценить их относительные энергии при абсолютном нуле температур. Важно отметить, что настройка единственного свободного параметра U в методе LDA+U по экспериментальным данным только о ширине запрещённой зоны полупроводящей фазы диоксида ванадия обеспечивает согласованное описание также и других перечисленных выше свойств этого материала.
- Добавил в систему: Щербинин Андрей Владимирович