α-Pu和δ-Pu電子結(jié)構(gòu)的密度泛函理論計(jì)算
本文選題:α-Pu + δ-Pu ; 參考:《原子能科學(xué)技術(shù)》2017年04期
【摘要】:采用密度泛函理論框架下的平面波贗勢(shì)方法,對(duì)α-Pu和δ-Pu的電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比研究。由電荷布居分析可知,α-Pu中8種位置的原子的軌道電荷分布各不相同,凈電荷的得失主要由s和p電子貢獻(xiàn),而δ-Pu中各原子的軌道電荷分布一致,且無凈電荷的得失;由態(tài)密度可知,α-Pu的態(tài)密度主峰較δ-Pu的態(tài)密度主峰峰值更低、寬度更寬,表明α-Pu中平均鍵能強(qiáng)于δ-Pu,導(dǎo)致其更難發(fā)生塑性形變。此外,α-Pu電子的能量總體上低于δ-Pu電子的,這也是α-Pu的室溫穩(wěn)定性高于δ-Pu的重要原因。α-Pu中8種不同位置Pu原子的分波態(tài)密度的計(jì)算結(jié)果表明,8號(hào)位置Pu原子的5f電子關(guān)聯(lián)性最強(qiáng),對(duì)α-Pu的自旋矩貢獻(xiàn)最大,而1號(hào)位置Pu原子的5f電子關(guān)聯(lián)性最弱,對(duì)自旋矩的貢獻(xiàn)最小;由電荷密度圖可知,δ-Pu的電子云為均勻的球形,無明顯的相互作用,呈現(xiàn)典型的金屬鍵特征,而α-Pu的電子云發(fā)生重疊,相互作用明顯,具有共價(jià)行為,這也在一定程度上揭示了兩者呈現(xiàn)不同延脆性機(jī)制。
[Abstract]:The electronic structures of 偽 -Pu and 未 -Pu are studied by using the plane wave pseudopotential method under the framework of density functional theory.From the analysis of charge distribution, it can be seen that the orbital charge distribution of the eight atoms in 偽 -Pu is different, and the gain and loss of net charge are mainly contributed by s and p electrons, while the orbital charge distribution of each atom in 未 -Pu is the same, and the gain and loss of net charge are not the same.The density of states of 偽 -Pu is lower and wider than that of 未 -Pu, which indicates that the average bond energy in 偽 -Pu is stronger than that in 未 -Pu.In addition, the energy of 偽 -Pu electrons is generally lower than that of 未 -Pu electrons, which is the important reason that the stability of 偽 -Pu at room temperature is higher than that of 未 -Pu.The contribution to the spin moment of 偽 -Pu is the largest, while the 5f electron correlation of the Pu atom at position 1 is the weakest, and the contribution to the spin moment is the least, and the electron cloud of 未 -Pu is a uniform sphere with no obvious interaction from the charge-density diagram.The electronic cloud of 偽 -Pu has overlapping, obvious interaction and covalent behavior, which to some extent reveals the different mechanism of ductility between 偽 -Pu and 偽 -Pu.
【作者單位】: 火箭軍工程大學(xué);中國科學(xué)院力學(xué)研究所高溫氣體動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(11472280)
【分類號(hào)】:O641.1
【參考文獻(xiàn)】
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