(Th,Pa)O2和(U,Pa)O2的结构与性质的密度泛函研究

摘要：

本文基于密度泛函理论的第一性原理,采用广义梯度近似的PBEsol+U方法计算了ThO2、PaO2、UO2、(Th,Pa)O2和(U,Pa)O2的结构、力学、电子和光学性质.结构优化的结果表明PBEsol+U方法能对锕系氧化物ThO2、PaO2和UO2提供较好的晶格参数和力学参量.计算ThO2、PaO2和UO2的晶格参数和带隙与实验值和相关理论值做了比较,且与实验值吻合较好.同时,(Th,Pa)O2和(U,Pa)O2的晶格参数处于ThO2与UO2之间,同时预测(Th,Pa)O2和(U,Pa)O2的带隙也处于ThO2与UO2的带隙值之间.电子性质计算表明PaO2和UO2是Mott绝缘体,而 ThO2是电荷转移绝缘体,这些是和实验和理论结论是一致的.而(Th,Pa)O2和(U,Pa)O2在费米能级附近的电子态有显著的自旋极化效应,且导带分别主要是Pa-5f和U-5f电子态占据.最后,对比分析了这些体系的光学介电函数的实部和虚部以及光学参数.

关键词：(Th、Pa)O2、(U、Pa)O2、结构、电子性质、密度泛函理论

所属期刊栏目：59

分类号：O469(真空电子学（电子物理学）)

资助基金：贵阳学院博士科研启动项目

在线出版日期：2023-01-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：113-120