S缺陷对单层MoS_2的电子结构和光学性质影响

研究S缺陷对单层MoS_2的电子结构和光学性质影响,采用密度泛函理论框架下的平面波超软赝势方法,计算了存在S缺陷的单层MoS_2能带结构、态密度和光学性质。计算结果显示单层MoS_2具有直接带隙结构,禁带宽度为1.765eV。S缺陷导致禁带中引入缺陷能级使带隙宽度减小,电子跃迁强度增加;S点缺陷使单层MoS_2的吸收率和反射率均有不同程度的降低,而S线缺陷使下降程度进一步加剧。在能量为8.93eV时,S缺陷对单层MoS_2的光学性质影响极低,对139nm波长的紫外光具有高透光率,成为制备紫外光光电子器件的优良材料。     

吸附NO2对MoS2纳米带输运性质的影响

二硫化钼(MoS_2)作为新兴的类石墨烯二维材料,具有层状结构、天然的带隙、大的比表面积等优异的物理化学特性,是制作新型高灵敏度气敏传感器的理想材料.利用密度泛函与非平衡态格林函数相结合的方法,研究了吸附NO_2对MoS_2纳米带输运性质的影响.研究发现吸附了NO_2的MoS_2纳米带在偏压小于0.5 V时电流一直为0 A,与未吸附NO_2的MoS_2纳米带输运性质相比,表现出较大的差异性.这表明MoS_2纳米带在NO_2气体传感器上有着良好的应用前景.     

一碳掺杂硼氮纳米管的电子结构和电学性质

用密度泛函理论的DFF／ROB3LYP方法计算了几种一碳掺杂(碳取代一个硼原子或氮原子)的硼氮纳米管的电子结构，研究了其导电性，得到了这种碳掺杂硼氮纳米管的能带结构和态密度曲线，并与纯硼氮纳米管作了比较，讨论了碳掺杂对硼氮纳米管导电性的影响．     

氧基磷灰石离子导体的研究进展

对氧基磷灰石的制备方法、晶体结构特点以及氧离子导电机理进行了综述,并归纳总结了组成、结构与氧离子传导性能之间的关系。磷灰石的特殊结构决定了氧离子的一维导电性。在不同组成的氧基磷灰石中离子导电分别以间隙氧和自由氧两种不同传导形式为主。组成上存在过量氧或者阳离子空位均会提高材料的间隙氧浓度,从而提高电导率。     

锰掺杂硫化锌纳米颗粒的制备及磁学性质

硫化锌(ZnS)是非常重要的II-VI族稀磁性半导体材料,具有非常优异的光电特性。采用水热法制备ZnS∶Mn纳米颗粒,研究不同掺杂量Mn离子对ZnS∶Mn纳米颗粒磁学性质的影响,样品的形态和微结构分别用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)进行检测。结果表明,ZnS∶Mn纳米颗粒的晶体结构为球形六方结构,晶粒大小均匀,粒径在15~18nm之间。室温下,磁测量表明,施加相同的外磁场,样品磁化强度随着Mn离子掺杂量的增加先增强后减弱,更多的Mn离子会占用间隙位置,并生成顺磁性物质,这将导致硫空位含量降低,使剩余磁化强度和矫顽力减弱。     

MoS_2/PANI复合材料的乳液法制备及超级电容性能

采用水热法制备了MoS_2,并用乳液法进一步将聚苯胺(PANI)与MoS_2复合,得到具有纤维网状结构的MoS_2/PANI复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)和电化学测试等研究了材料的形貌、结构和超级电容性能。结果表明,MoS_2/PANI既保持了PANI纳米纤维的基本形貌,又能使MoS_2较好地分散在PANI中形成网状结构。恒流充放电结果显示,MoS_2/PANI在0.2 A·g~(-1)电流密度下的比容量高达411 F·g~(-1),远高于纯PANI;Mo S2/PANI在1 A·g~(-1)电流密度下循环300次后比容量保持率为91.7%,表现出了良好的循环稳定性。MoS_2/PANI优异的超级电容性可归因于二者的相互协同作用。     

掺杂离子导体动力学性质研究

研究了掺杂离子导体(DIC)的动力学性质,基于三分量导电键的随机-AC-网络模型,采用位置空间重整化方法解析计算了DIC系统的交流电导和介电响应等.首次讨论了粒子尺度大小对系统动力学性质的影响.     

碲化汞晶格热导反常压应变效应的第一性原理研究（英文）

众所周知施加静水压通常会增强块体材料的声子输运性质.通过采用第一性原理结合玻尔兹曼输运方程计算,该文发现碲化汞这种同时拥有优异热电性能和负热膨胀系数的材料具有反常的压应变热输运行为,即:与传统块体材料不同,碲化汞的晶格热导会随着压应变的增强反而迅速减小.这种反常的热现象主要归因于碲化汞中横波声学声子模式格林爱森常数的增强.该常数的增强也是碲化汞在低温区负热膨胀行为的主要原因.通过与传统块体材料(如金刚石)相比,我们的第一性原理计算还表明,正是由于碲化汞中奇特的电子分布特征导致了其较弱的剪切模量和较强的非简谐声子散射.这些发现为理解负热膨胀材料中声子输运性质与压应变的内在关联提供了新的见解,同时也为增强热电材料能量转换性能提供了新的方案.     

碲化汞晶格热导反常压应变效应的第一性原理研究

众所周知施加静水压通常会增强块体材料的声子输运性质.通过采用第一性原理结合玻尔兹曼输运方程计算,该文发现碲化汞这种同时拥有优异热电性能和负热膨胀系数的材料具有反常的压应变热输运行为,即:与传统块体材料不同,碲化汞的晶格热导会随着压应变的增强反而迅速减小.这种反常的热现象主要归因于碲化汞中横波声学声子模式格林爱森常数的增强.该常数的增强也是碲化汞在低温区负热膨胀行为的主要原因.通过与传统块体材料(如金刚石)相比,我们的第一性原理计算还表明,正是由于碲化汞中奇特的电子分布特征导致了其较弱的剪切模量和较强的非简谐声子散射.这些发现为理解负热膨胀材料中声子输运性质与压应变的内在关联提供了新的见解,同时也为增强热电材料能量转换性能提供了新的方案.     

边缘掺杂对应力作用下锯齿型石墨烯纳米带I-V特性的影响

利用第一性原理计算得到边缘n-型氮N和p-型氧O掺杂的6-锯齿型石墨烯纳米带在外加非轴向应力作用下的I-V特性曲线.研究结果表明,边缘掺杂在低偏压条件(VBias<0.5 V)下增强锯齿型石墨烯纳米带的导电能力,在偏压大于1.0 V后将减弱系统的导电能力;外加非轴向应变却能在较宽的偏压范围内增强系统的导电能力.该结果对基于锯齿型石墨烯纳米带的纳米电子、光电子器件的研究和设计具有较重要的意义.     

分级结构MoS2的可控制备及其电催化析氢性能研究

通过简单的水热反应合成了分级结构MoS_2纳米球,研究了水热反应温度以及聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对花状MoS_2形貌的影响。结果表明,PVP对花状纳米球的生成至关重要,只有在PVP存在的情况下才会生成由片层组装的纳米球形结构,这主要归因于MoS_2(002)晶面的表面能高,PVP紧密吸附在MoS_2纳米片表面,从而驱动纳米片组装成花状纳米球。电化学析氢性能测试发现,花状MoS_2纳米球的析氢性能明显优于块体MoS_2,这主要归因于花状MoS_2纳米球能提供更多的催化活性位点。     

轴向拉伸单壁碳纳米管的电子分布和电子输运特性（英文）

在单壁碳纳米管从长度L=19. 74 nm被拉伸到L=22. 70 nm的情况下,利用基于非平衡Green函数的密度泛函理论研究了最低未占据分子轨道(LUMO)、最高被占据分子轨道(LOMO)、电子轨道分布、电子输运和电子传输峰值分布情况。结果显示,随着单壁碳纳米管拉伸长度的增加,能隙变宽,在能量±4. 0 e V的范围,内单壁碳纳米管的电子输运概率与轴向形变密切相关,电子轨道分布明显改变,表明拉伸长度极大地影响纳米管的电子结构,导致输运峰值数量下降。但随拉伸加大,一些峰值出现大于1的现象,表明单壁碳纳米管的轴向拉伸形变会降低其电子传输特性。     

N型LPE和VPE-GaAs电子辐照缺陷能级的研究

用深能级瞬态谱(DLTS)法,结合表面光伏(SPV)法,研究了1MeV能量和不同剂量的电子辐照下对N型液相外延(LPE)、汽相外延(VPE)GaAs层逐次引入的缺陷和400-500K温区等时退火行为.讨论了随辐照剂量逐次增大及等时退火后缺陷浓度N_T的变化,以及根据L²/D对N_T^-1作图来判别电照引入的"E"缺陷能级中对少子寿命起主要控制作用的复合中心能级.     

150 keV电子辐照下直拉硅的缺陷演化及其电学性能

研究150 keV电子辐照下直拉硅中的缺陷演化规律,探讨辐照缺陷对直拉硅电学性能的影响.结果表明,150 keV电子辐照在直拉硅中引入VnOm复合体,且随辐照注量的增大缺陷浓度升高.对于不同导电类型的直拉硅,P型硅的薄膜方块电阻和薄膜电阻率随电子辐照注量的增大而增大并趋于饱和,而N型硅的薄膜方块电阻和薄膜电阻率随电子辐照注量的增大而减小并趋于饱和.     

N原子掺杂对富勒烯C20分子电子结构与传输特性的影响

构建了Au原子面为电极的富勒烯C20分子及C20分子内掺杂N原子后的分子的电子输运模型,使用非平衡格林函数方法(NEGF)对构建的分子器件进行了电子结构和输运性质的计算.得出了电子结构和电子传输谱,分析了产生这个分子器件电子输运性质的原因.结果显示N原子的掺入有利于提高C20分子的电子传输功能.     

基于有限元的复材隧道逃生管道关门塌方数值模拟

针对一种内外层为玻璃钢、芯层为陶粒树脂混凝土的新型复合材料隧道逃生管道结构,利用ABAQUS有限元软件对逃生管道的关门塌方性能进行了数值模拟。结果表明:(1)关门塌方模拟时,随着围岩等级的增加,逃生管道所受的应力增加,三车道隧道逃生管道所受的应力最大,不同坍塌位置对逃生管道应力影响不大;(2)所提出的新型逃生管道在关门塌方模拟时,均满足应急逃生需求。     

LiFePO_4的合成方法及性能改进

LiFePO_4的主要问题是电子导电率低和离子扩散性能差,目前主要采用两种方法改进其导电性能,一种是对其表面进行导电物质(碳)的包覆,另一种是金属离子掺杂。有报道指出碳的加入影响振实密度的提高,少量的碳即会导致材料的体积能量密度和功率密度的降低,因此迫切需要对碳包覆的方法进行优化。金属离子掺杂能造成LiFePO_4中Li和Fe的缺陷,形成Fe~(3+)和Fe~(2+)的混合价态,使LiFePO_4的电子导电率提高了8个数量级,而且金属离子掺杂不会影响材料的晶体结构和物理特征。基于此,综述磷酸铁锂材料的合成方法,并就材料性能的改进进行介绍。     

ZnO微/纳米管阵列的亲疏水性能

采用水热法以Zn(CH3COO)2和NH3.H2O作为原材料,以Zn片作为锌源,在75℃下合成了大量的ZnO微/纳米管结构.通过改变反应时间、反应温度、溶液的pH、不同衬底等生长参数,研究了不同生长条件对其亲疏水性能的影响.结果表明,合成的ZnO微/纳米管阵列具有优良的疏水性能,可应用于自清洁的微米级或纳米级器件.     

M_xZn_(3-0.5x)(PO_4)_2(M=Na,K)长余辉发光材料的发光性能和机理探讨

采用高温固相法制备以缺陷为发光中心的淡蓝绿色长余辉发光材料M_xZn_(3-0.5x)(PO_4)_2(M=Na,K)。XRD分析结果表明,M_xZn_(3-0.5x)(PO_4)_2的主要衍射峰与α-Zn_3(PO_4)_2的值相吻合。Na_(0.08)Zn_(2.96)(PO_4)_2激发峰位于332 nm处,发射峰在420～550 nm,最大值位于460 nm处,目测余辉时间达4 h。通过热释光曲线表征分析陷阱数量并计算了陷阱深度,分析表明,Na~+掺杂可以增强Zn_3(PO_4)_2在低温处的氧空位缺陷浓度,改善材料的陷阱深度,从而使材料发光。     

关于几何分布高阶矩的计算问题的研究

本文引入了组合数学中第二类stirling数S(n,k),利用第二类stirling数S(n,k)的性质给出了几何分布的高阶原点矩、高阶中心矩及高阶半不变量这三种高阶矩的直接表达式,并尝试给出其简化形式.