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本论文利用基于密度泛函理论的完全势的线性缀加平面波方法对过渡金属硫化物的物理性质进行了研究和探讨。本文从电子结构方面揭示了其中一些过渡金属硫化物的特征,研究了它们的热电和光学等性质,解释了一些实验现象对这些化合物有了更新的认识。
第一章回顾了近些年来过渡金属硫化物的研究概况。此后介绍了研究过渡金属硫化物所需要的一些预备知识,例如有关热电方面的基础知识以及光学上的KKR关系。最后对整个论文的章节安排做了简单介绍。
第二章介绍了研究过程中所使用的理论方法。论文讲述了密度泛函理论及其相关知识,其中包括Hohenberg-Kohn定理、Kohn-Sham方程和局域密度近似,给出了在位库仑能修正。然后讲述了全势线性缀加平面波方法以及使用的交换关联势。
第三章我们利用基于密度泛函理论的全势缀加平面波方法研究了一个最近发现的新型热电材料TiS2,所用交换关联势为推广梯度近似并且考虑了在位库仑能修正。基于在位库仑能修正的电子结构我们估算了它的热电势系数。通过与实验值相比较,在300 K时估算的热电势系数的范围是4.97到5.42 eV,并且获得的能隙大约为0.05 eV,表明它是一个间接的窄带隙半导体。为实验上改进它的热电性能提供了理论基础和依据。
第四章利用基于密度泛函理论的全势线性缀加平面波方法对1T和2H相TaS2的电子结构和不同方向的复数介电函数进行了详细的第一性原理研究。详细比较了1T和2H相之间电子结构和介电函数的异同,并且计算了它们的电子比热系数,详细分析了包括Drude项的各向异性介电函数,此外,我们从计算得到的电子结构发现两种化合物都是各向异性的。从两种化合物的光学有效质量的比值中发现在2H-TaS2中的各向异性比1T-TaS2的各向异性强。
第五章对本论文进行了最后的总结,对过渡金属硫化物的后续研究提出了几点展望,介绍了过渡金属硫化物后续研究方向。