氦原子掺入UO2晶体的从头算DFT+U研究
材料科学
2019-03-27 v1
摘要
我们展示并讨论了对完美UO2晶体以及处于八面体间隙位置的氦原子进行的密度泛函理论(DFT)研究结果。我们使用自旋极化局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)下的几种交换关联泛函，计算了低温反铁磁UO2相的基本体晶体性质和氦掺入能。在所有DFT计算中，我们使用哈伯德模型(DFT+U方法)包含了在位关联修正。我们分析了可能的晶格对称性降低，并确认了完美UO2中杨-特勒效应的存在。我们还讨论了当氦被置于UO2四方反铁磁相时出现导电电子态的问题。因此，我们找到了一种特定的晶格畸变，使我们能够恢复半导体态并正确估算氦掺入能。与体性质不同，氦掺入能强烈依赖于几个因素，包括超胞尺寸、自旋极化的使用、交换关联泛函以及在位关联修正。我们将氦掺入的结果与先前的壳层模型和从头算DFT计算进行了比较。
引用
@article{arxiv.0901.3385,
title = {Ab initio DFT+U study of He atom incorporation into UO2 crystals},
author = {Denis Gryaznov and Eugene Heifets and Eugene Kotomin},
journal= {arXiv preprint arXiv:0901.3385},
year = {2019}
}
备注
24 pages, 3 tables, 3 figures