有机-无机杂化钙钛矿(C4H9NH3)2PbBr4的第一原理计算研究

采用基于密度泛函理论的第一原理计算方法研究了二维(C_4H_9NH_3)_2PbBr_4单层结构的晶体结构和电子结构特性;通过进一步分析其化学成键和轨道特性,研究了光吸收性质.此外,还研究了外加垂直电场对其电子结构的影响,结果表明这种材料存在明显的电场驱动能隙调制效应,半导体能隙在外电场大于0.45 V/A时关闭.     

溶胶凝胶法制备稀土发光杂化材料的研究

根据杂化材料无机/有机组分间化学键作用的强弱,可以将杂化材料分为第Ⅰ类杂化材料(组分间通过氢键、范德华力等弱键相结合)和第Ⅱ类杂化材料(组分间以共价键相结合).其中第Ⅱ类杂化材料由于具有更高的热稳定性、发光强度以及均一性等许多优点而成为研究的热点.本文综述了近年来溶胶凝胶法制备Ⅰ、Ⅱ两种类型稀土发光杂化材料的研究进展,相比其它制备方法,溶胶凝胶法有很大的优势,所需反应温度低、制得的材料化学均匀性好以及纯度高,因而该方法有望在制备杂化材料方面得到广泛的应用.     

物质结构教材中有关晶体结构分析的几个问题——参加编写全国高师《物质结构》教材的体会之一

一、晶体结构分析教材在物质结构教学中的地位和作用物质结构教材的内容主要是两部分:一是原子、分子(包括络合物)和晶体结构的规律性,一是结构测定的基本原理和方法。在物理(或理论)化学实验课中,还要对结构测定的某些方法进行实验操作。从加强能力培养的观点出发,需要使学生掌握一定的结构测定的原理和方法的知识和技能。晶体结构分析便是其中之一。它对学生更好地掌握结构规律的知识,有一定的促进作用。在当前,现代结构测定手段已高度发展,对于任一物种的研究,如     

Cu_2ZnSnS_4粉体材料的制备及其性能研究

采用固相反应法制备了Cu2ZnSnS4(CZTS)粉体材料,利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对样品的形貌和晶体结构进行了表征,采用紫外-可见-近红外分光光度计对样品的光学性能进行了测试,研究了热处理温度对CZTS样品的晶体结构、光吸收系数和禁带宽度等性能的影响关系.研究结果表明:使用固相反应法在热处理温度高于500℃时,得到的CZTS粉体材料结构为典型的锌黄锡矿晶体结构,其禁带宽度为1.45eV,SEM照片显示样品粒径为50μm的粉体.该材料可以用来压制CZTS靶材,可以用在CZTS薄膜材料的制备领域.     

基于特征选择和机器学习的材料弹性性能预测

利用机器学习方法进行材料性能预测研究,通过运用3种特征选择方法(Filter、RFE、LASSO)和3种机器学习模型(线性回归、岭回归、支持向量回归),从众多多尺度特征集中选择最佳的特征子集来预测无机化合物的弹性性能,归纳了预测材料弹性性能的最有效的、组合了特征选择与机器学习的预测模型,比较了特征选择方法在不同机器学习模型上的表现,分析了利用特征选择方法得到的特征子集.实验结果表明,Filter和SVR组合模型的预测结果最好,机器学习模型比特征选择方法对预测结果的影响更大,特征选择方法选出的特征子集中主要包括熔点、晶体结构、门捷列夫序号等材料特性.文中研究成果可为获得无机化合物弹性性能描述符和进一步开发更有效的材料性能预测方法提供参考.     

第一性原理研究Mg(16-x)Tix(x=1-16)合金的晶体结构和力学性质

设计力学性能良好的新型镁钛合金对于促进汽车工业、固态储氢材料以及生物复合材料具有重要的意义. 本文基于第一性原理计算, 以能量为判据, 筛选出了Mg(16-x)Tix(x=1~16)每个组分下最稳定的晶体结构, 同时通过形成能、声子谱以及弹性常数对相对稳定的Mg15Ti1, Mg2Ti2, Mg1Ti15晶体结构进行了详细的研究. 研究结果表明镁钛合金是不相溶的, 形成的结构均为亚稳态结构且是热力学稳定的, 此外钛含量的增加有利于增加镁钛合金的硬度以及延展性, 这与实验结果一致, 但是会降低共价键的强度.     

有机电致发光材料研究进展

有机发光二级管(OLED)具有主动发光、高亮度、低驱动电压、结构简单和发光颜色可调等优点,目前在平板显示、高效节能照明光源等领域显示出了极大的应用前景.本文按分类系统介绍了近年来有机电致发光材料的研究进展,通过对有机分子化学结构与发光特性、成膜特性等关系的分析,指出了各类材料的优缺点并预测了未来发展前景.     

超高压技术在化学研究中的应用

超高压技术近年来得到了快速的发展，特别是金刚石压腔装置的完善，目前已经可以达到550 GPa和6000 K的条件，使其在化学研究中具有巨大的应用前景。压力作为基本的参数，压力作用对物质的电子结构和晶体结构都存在很大的影响。超高压对电子结构的影响包括原子内和原子间，其中原子间的电荷变化包括电荷转移、不均匀分布、以及绝缘体向金属转变。物质的晶体结构在超高压作用下会发生从松散向致密的结构形式的相转变。超高压技术在有机化学反应的选择性、无机固相反应、以及气体的聚合反应等领域都具有重要的应用潜力。     

新型超硬材料I-4碳的第一性原理研究

应用基于粒子群优化算法的卡里普索(CALYPSO)晶体结构预测方法 ,发现了一种新型的具有四方结构的C的同素异形体,空间群为I-4,将其命名为I-4碳.利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法对I-4碳的电子能带结构、电子态密度、声子谱、弹性常数以及体弹模量进行研究.计算结果发现:I-4碳动力学稳定,并且具有较大的体弹模量(432.12 GPa)和剪切模量(488.46 GPa);同时,从理论上算出其维氏硬度值可达到83.35 GPa.计算结果表明:I-4碳有望成为一种潜在的超硬材料.     

基于单分子层去除机理的芯片化学机械抛光材料去除模型

基于单分子层材料的去除机理,应用微观接触力学和概率统计方法建立了化学机械抛光(CMP)及材料去除的数学物理模型.模型揭示了材料的去除率和磨粒的大小、浓度呈非线性关系,而且模型预测结果与已有的试验数据相吻合,为进一步研究磨粒对CMP材料去除的影响提供了新的研究视角.     

Understanding electrode materials of rechargeable lithium batteries via DFT calculations

Rechargeable lithium batteries have achieved a rapid advancement and commercialization in the past decade owing to their high capacity and high power density.Different functional materials have been put forward progressively,and each possesses distinguishing structural features and electrochemical properties.In virtue of density functional theory(DFT) calculations,we can start from a specific structure to get a deep comprehension and accurate prediction of material properties and reaction mechanisms.In this paper,we review the main progresses obtained by DFT calculations in the electrode materials of rechargeable lithium batteries,aiming at a better understanding of the common electrode materials and gaining insights into the battery performance.The applications of DFT calculations involve in the following points of crystal structure modeling and stability investigations of delithiated and lithiated phases,average lithium intercalation voltage,prediction of charge distributions and band structures,and kinetic studies of lithium ion diffusion processes,which can provide atomic understanding of the capacity,reaction mechanism,rate capacity,and cycling ability.The results obtained from DFT are valuable to reveal the relationship between the structure and the properties,promoting the design of new electrode materials.     

树状分子接枝壳聚糖的合成与热致液晶性

甲壳素/壳聚糖是拥有多个反应性官能团的天然多糖,而树状分子则是一类可以在分子水平上控制和设计大小、形状、结构和功能基团的化合物,将其作为侧链通过接枝反应引入到壳聚糖主链上有望获得新型的天然高分子液晶材料.我们利用经典的收敛法合成了DOBOB酸(3,4,5-三[对-(十二烷氧基)苄氧基]苯甲酸)树枝状分子,并且以对甲苯磺酰氯为催化剂,在吡啶/无水氯化锂的溶剂体系中将其接枝到壳聚糖分子链上,产物的化学结构经红外1、H-NMR1、3C-NMR以及元素分析表征验证.通过DSC和热台偏光显微镜研究表明,这种树枝状分子接枝壳聚糖化合物同时具有热致和溶致液晶性,是一种全新的壳聚糖衍生物液晶.     

新型紫外倍频材料LAP晶体生长特征的研究

本文研究了LAP晶体的结晶形态和生长特征,从微观基元和晶体结构上分析了LAP晶体的生长机制。讨论了影响LAP晶体生长的主要因素和条件。     

非铁电性巨介电材料CaCu3Ti4O12的研究进展

目的综述介电材料CaCu3Ti4O12(CCTO)研究的新进展,提出本研究领域需要进一步深入的方面,并在此基础上分析其发展前景。方法在介绍CCTO相结构的基础上,对其巨介电机制模型、制备方法、掺杂改性及其复合材料的研究进展进行总结。结果根据CCTO巨介电机制模型,设计新的巨介电材料或者复合材料,进一步降低其介电损耗,开发该类巨介电材料的应用新领域。结论 CCTO陶瓷具有巨介电常数及优异的温度稳定性,进一步降低其介电损耗将有很好的应用前景。     

梯度功能材料的优化设计及发展

梯度功能材料是 2 0世纪 80年代出现的一种新型功能材料 ,具有许多优良性能 ,因此 ,得到广泛应用。该文论述了梯度功能材料的优化设计与制备方法 ,其设计思想是通过 2种或 2种以上性质不同的材料 ,连续改变其组成、组织、结构与空隙等要素 ,使其内部界面消失 ,得到可应用于高温环境下新型功能材料。目前 ,该材料的发展已突破耐高温材料的领域 ,并向能源、化工、光学、电学及生物医学工程等领域发展与应用     

电子结构计算方法研究进展

电子结构方法是化学物理研究中的一个重要的研究领域。电子结构方法普遍被用来计算分子和固体材料的各种物理和化学性质,并在理解各种化学反应机理方面有着重要的基础地位。改进现有方法、发展新的电子结构方法一直是该领域的研究热点。分析和讨论了电子结构计算方法特别是基于波函数的低标度电子结构方法研究的最新进展;报告了最近在定域关联方法的发展及其在有机光电材料理论研究的应用方面所作的工作,结果表明,定域关联方法可以在大幅度降低计算代价的同时保证计算精度,是一种很有前途的实现低标度电子结构方法的途径。     

一维光子晶体带隙结构研究

光子晶体材料的介电常数在空间中呈周期分布，这种材料存在光子带隙，引入缺陷对光有局域效应，为更好地控制光和利用光提供了新的方法。文章利用传输矩阵法计算了一维光子晶体不同结构的带隙特征，计算表明光子带隙的宽度受到材料介电常数及介质层厚度的影响。随材料介电常数及介质层厚度的增加，光子带隙宽度存在一个极大值，对于确定材料构成的光子晶体，两介质等厚时带隙最宽。     

不同活化方式制备碳电极材料的电化学性能

以碳化后的中间相沥青为原料,分别采用化学活化和物理-化学联合活化工艺制备了超级电容器用活性炭电极材料,对不同活化方式制备的活性炭电极材料的微晶结构、孔径分布、比电容量、循环伏安和交流阻抗特性进行了比较.实验结果表明:采用物理-化学联合活化工艺制备的活性炭电极材料具有更理想的微晶结构和中孔含量.活性炭电极材料的结构与孔隙分布对电性能有明显影响,采用联合活化方式制备的电极材料具有较高的面积比容量、较好的功率特性及较理想的电容特性.     

有机-无机混合阳离子钙钛矿发光二极管研究进展

 有机-无机杂化钙钛矿具有制备方便、光学带隙可调、电荷传输性能优异等特性,正成为新一代革命性的半导体光电材料。随着研究的不断发展,钙钛矿材料的量子产率已经超过90%。材料合成的快速发展促进了其在光电子器件上的应用,包括太阳能电池、发光二极管、光电探测器和晶体管等。本文回顾了有机-无机混合阳离子钙钛矿发光二极管的最新研究进展,包括材料晶体结构、纳米晶合成过程、器件制备及其光电特性表征。有机-无机混合阳离子为高量子产率钙钛矿纳米晶的合成开辟了一种新的途径,同时也为制备高亮度、高效率发光二极管器件提供了新的思路。     

材料硬度与键合性质关系分析

基于密度泛函第一性原理方法,在广义梯度近似计算条件下获得了多种典型晶体材料的晶体结构和弹性的参数,以imu。nek A.理论小组硬度计算模型为基础,着重分析了晶体硬度与体弹模量B、剪切模量G之间的关系,澄清了难压缩与超硬之间的关系;通过对晶体的键密度和键布居等信息的分析,提出了理论硬度计算模型中的一个改进,并定性预测了化合物晶体成为超硬材料的基本特征,为今后新型超硬材料的理论预测和实验合成提供了重要参考。