摘要利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，使用 materials studio、Quantum espresso 和 OriginPro 8 计算了不同压强下 MgO 的原子结构、能带结构、态密度情况，研究高压给 MgO 结构和能带等 带来的影响。根据原子结构情况，发现高压使得 MgO 的晶格常数会随 压强的增大而减小。通过态密度和能带结构情况的分析发现，随着压 强增大，价带宽度增大，禁带宽度增大，导带宽度减小。压强对 MgO 能带的影响极为显著。80967

毕业论文关键词：高压；氧化镁；第一性原理；带隙

Abstract In this work, first principles methods basing on density functional theory (DFT) are used to calculate the atomic structure,band structure and density  of  state。  We  analysis  the  hydrostatic  pressure  effects  on    MgO

using materials  studio 、 Quantum espresso and OriginPro 8   softwares。

According to situation of the atomic structure,we can see that the pressure have an effect on the atomic structure and the lattice decreased with the increase of pressure。According to PDOS and the band structure of MgO,with the increase of pressure,the valence band width and the band gap increased and the width of conduction band decreased。The effect of pressure on MgO band structure is very   significant。

Keywords:high pressure；Magnesium oxide；first principles methods； band gap

目 录

第一章  引言-(1)

第二章 方法介绍-(6)

2。1 薛定谔方程(6)

2。2 第一性原理(7)

2。3 密度泛函理论(7)

2。4Materials studio 软件(9)

2。5Quantum espresso(19)

2。6OriginPro 8-(13)

第三章 结果分析-(15)

3。1 原子结构(15)

3。2 态密度、分态密度与电子结构 -(16)

四、总结(21)

致谢(18)

参考文献(19)

第一章、引言

材料是人们生活的重要物质基础，是社会发展的重要条件。从十九世纪开始， 材料科学的发展逐渐迈向新的层次。科学技术不断发展，生产水平太为提高，导 致单纯的自然材料已不能满足人们的需要，同时也为新材料的生产创造的条件， 因而，促进了人类在材料方面的研究和新材料的制作日渐成熟。各种与材料相关 密切的学科也逐渐发展起来。这些与新材料的研究有相辅相成的效果，所以人们 对不同材料在不同情况下的规律和性质的认识逐渐加深并把它们应用到生产生 活的各个领域。在20世纪下半叶，科学水平极大提高，能够互相促进，尤其是计 算机水平的发展，为材料学的研究提供了有力的工具，计算机模拟计算的使用， 使得材料科学进展十分迅速。研究材料的性质并且使用材料是材料学研究的目 的。

氧化物是一种重要的材料。氧化物（oxide）构成中只含两种元素，其中一 种为氧元素。若另一种元素为金属元素，则称之为金属氧化物；若另一种不为金 属元素，则称之为非金属氧化物。金属氧化物在日常生活中应用广泛。另外，金 属氧化物的范围十分广泛，包括铂，金在内的所有金属都有相应的金属氧化物。论文网

对于变价金属而言，它们一般都有多种氧化物。比如铁元素具有 FeO 、Fe2O3 这 2种氧化物。通过在氧化物中掺杂其他原子可以获得新的不同的材料、不同的性 质。掺杂通常是指为了改善某种材料或物质的性能，有目的在这种材料或基质中， 掺入少量其他元素或化合物。掺杂可以使材料改变性能给从而使其具有不一样的 作用。其在氧化物的研究中应用十分广泛。

自然界中的氧化镁主要以方镁石的形式存在。方镁石是冶炼镁金属的原料。 关于氧化镁的制作方法这里不再做详细介绍。氧化镁具有在高温的低温下都相对 稳定，具有绝缘性、导热性以及有良好的光学性能。