Pt掺杂锐钛矿型TiO2电子结构和光学性质第一性原理研究

为了研究Pt掺杂对锐钛矿型TiO2电子结构和光学性质的影响,本文采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法,对未掺杂和Pt掺杂锐钛矿型TiO2的电子结构和光学性质做第一性原理计算。得到了掺杂前后的品格结构常数、结合能电子态密度分布、能带结构、介电函数虚部、光吸收系数等性质,定性地分析了掺杂前后能带结构和光学性质的变化。研究结果表明,Pt掺杂锐钛矿型TiO2带隙中能产生新的能带,而且能带位置明显下移,掺杂后不但能使TiO2的吸收带产生红移,而且在可见光区具有较大的吸收系数,表现出较高的光催化活性,理论与实验基本吻合。     

Ba（Ti1-xHfx）O3的电子结构及光学性能的第一性原理研究

利用第一性原理赝势方法和剪刀近似操作计算了Ba（Ti 1-x Hf x ）O 3（x=0,0.125,0.5,0.75）的电子能带结构、态密度和光学性质.计算结果表明,随着Hf掺杂量的增加,Ba（Ti1-xHfx）O3结构发生扭曲的程度越来越严重,导致带隙发生变化,介电常数减小,降低了Ba（Ti 1-x Hf x ）O 3的绝缘性能,反射率有了很大程度的变化,折射率也在降低,这使Ba（Ti 1-x Hf x ）O 3在制作光学元器件时扩大了使用范围.     

N/Zr共掺杂锐钛矿型TiO_2光催化协同作用机制的第一性原理研究

采用平面波超软赝势法计算了N,Zr单掺杂和共掺杂锐钛矿型TiO2的电子结构和光学性质.根据能量最低原理比较了不同替位掺杂构型的最稳定结构,而后分析单、共掺杂构型中各自的能带结构,通过计算态密度及分波态密度分析了其光学性质改善机制.此外通过分析体系的电荷密度图得出N与Zr有团簇成键的趋势.对不同掺杂体系的光学性质进行了对比分析,发现共掺杂方法可以有效增强TiO2材料对可见光的吸收以促进其更好的利用太阳能.本文的理论计算和分析将有助于理解共掺杂方法提高TiO2光催化效应的协同作用机制.     

Ba2＋掺杂 Y0．75Bi0．15Sm0．10VO4荧光粉的发光性质

采用固相法制备Ba2＋掺杂Y0．75 Bi0．15 Sm0．10 VO4荧光粉粉末样品．用X射线衍射和荧光分光光度计对样品的结构和光学性质进行了研究．结果表明：Ba加入并没有改变样品的晶体结构，但大大提高了荧光粉的发光强度．相关机理在文中给出了解释．     

Cr、Mn掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势的方法,研究了纯锐钛矿相TiO2、Cr、Mn单掺杂TiO2的能带结构、电荷布居、态密度和光学性质.对电子性质分析发现:Mn掺杂引起杂质能带位于禁带中央,杂质能带最高点与导带相距大约0.6 eV,而最低点与价带相距大约0.65 eV,其中杂质能带主要由O原子的2p轨道和Mn原子的3d轨...     

掺杂方式对Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷微结构及性能的影响

采用溶-凝胶法制备Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷粉末,以传统陶瓷制备工艺制备Mg元素掺杂的Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷．研究MgO掺杂量为1．6％（质量分数）时,MgO固相掺杂和Mg计湿化学法掺杂两种不同的掺杂方式对Mg掺杂的Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷显微结构及电学性能的影响．研究结果表明,当Mg掺杂量相同时,掺杂方式对Mg掺杂的Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3。陶瓷的显微结构和电学特性有显著的影响,相比纯的Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷,两种掺杂方式中,Mg2＋湿化学法掺杂相对于MgO固相掺杂,在BSZT陶瓷中的分布更均匀,替位程度更高,所以其对介电常数的影响也相对更大．而MgO固相掺杂相对于Mg2＋湿化学法掺杂明显地促进了陶瓷晶粒的生长,提高了陶瓷的致密性,同时其击穿电场和电阻率也有较大提高．1350℃下烧结的固相MgO掺杂的Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷性能较优,介电常数约为590,介电损耗低于0．0005,电阻率为7．78×10^13Ω·mm,击穿场强为6．56kV／mm．     

掺杂硫化铅体系的电子性质研究

基于密度泛函理论和广义梯度近似,对掺杂PbS体系进行了电子性质的第一性原理计算. 首先,对恒定掺杂浓度(6.25%)时3种替换杂质(Cd、Sn、Sb)不同掺杂位置的形成能进行比较分析,得到了最稳定的掺杂结构. 然后,计算不同掺杂体系的能带结构,能带结构发生了平移,带隙随掺杂原子序数单调递减. 最后,研究掺杂前后光学性质,光学性质的显著变化出现在Sb掺杂的PbS体系中,主要包括介电光谱下杂质峰的出现、相关红移现象以及掺杂后吸收谱能带边缘的拓展. 同时,Cd掺杂PbS介电光谱的反射峰最小.     

钒氮共掺锐钛矿TiO2电子结构第一性原理计算与实验的对比研究

基于密度泛函第一性原理,完成了体相钒-氮共掺杂锐钛矿TiO2杂质形成能、晶体结构、态密度与能带等电子结构的计算,并与课题组制备的钒-氮共掺杂TiO2的结构表征数据、晶粒尺寸等进行了对比分析,依据理论计算的能带结构、电子态密度等数据,探讨钒-氮共掺杂TiO2光催化活性提高的机理,为通过钒-氮共掺杂提高TiO2光催化活性的机理分析提供理论依据。     

碳掺杂对二氧化钛电子能带结构影响的研究进展

TiO2具有良好的光催化活性、化学性质稳定等特点,引起了人们的广泛关注.介绍了碳掺杂对TiO2电子能带结构影响的研究进展,分别就碳掺杂锐钛矿型和金红石型TiO2的电子能带结构的改变进行了较详细的综述.     

FTO薄膜电子结构和光学性质的PBE0方法研究

本文基于密度泛函理论(DFT)PBE0方法对本征SnO_2及SnO_2∶F电子结构及光学性质进行了理论计算,从理论上描述了光学性质与电子结构关系。计算结果表明,PBE0方法计算光学带隙最接近实验数值。在PBE0赝势下,计算了本征SnO_2及SnO_2∶F能带结构、电子态密度。掺杂后,体系局域态密度增加,费米能级穿越导带底部,F掺杂增强SnO_2的导电性。增加F掺杂浓度,体系等离子体频率降低,有利于降低FTO薄膜红外辐射率。F掺杂SnO_2后,介电函数谱发生红移。     

Ru：LiNbO3晶体电子结构和光学性质的第一性原理研究

对Ru：LiNbO3晶体基态的几何结构、电子结构和光学特性等进行了系统的研究．基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,对Ru：LiNbO2基态平衡时的几何参量、内部坐标进行了优化计算,且计算出能带结构和态密度分布,并分析了不同原子对能带结构的影响．对光学性质进行计算,得出Ru：LiNbO3的介电函数以及吸收谱,理论结果与实验符合得很好．本研究为向LiNbO3晶体中掺Ru和进行含Ru的双掺杂提供了理论依据．     

掺杂和应变对硅纳米线电子结构与光学性质的调制影响

为了研究掺杂和应变对[111]晶向硅纳米线的电子结构与光学性质的调制影响,基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(general gradient approximation,GGA),采用第一性原理方法开展了相关计算。能带计算表明：空位掺杂和元素掺杂均引入杂质能级,形成了N型和P型半导体材料。单轴应变则进一步减小了带隙,增强了掺杂硅纳米线的导电性,但由于应变也修饰了费米面附近能级的形貌,能带曲率突变影响了体系的导电性能。光学性质计算表明：相比于空位掺杂,元素掺杂更有效地改变了SiNWs的介电函数、吸收系数、折射率与反射率等光学参数,而单轴应变则削弱了元素掺杂的影响。拉应变提升了光吸收的范围和强度,尤其是可见光波段,使掺杂硅纳米线成为优质光伏材料,压应变则降低了对紫外光波段的吸收效率。在紫外区域,拉应变和压应变对掺杂硅纳米线的折射率与反射率的影响相反,在红外和可见光区域影响则一致。本文研究结果为基于应变和掺杂硅纳米线的光电器件设计与应用提供一定的理论参考。     

Structural and optical properties of Cr doped ZnO crystalline thin films deposited by reactive electron beam evaporation technique

ZnO and Cr-doped ZnO thin films are grown on to glass substrates using reactive electron beam(e-beam) evaporation technique.Variation of structural,morphological,and optical properties with Cr doping is investigated.X-ray diffraction(XRD) studies show that the films are polycrystalline in nature with single phase.Energy dispersive spectroscopy(EDS) results demonstrate that Cr ions are substitutionally incorporated into ZnO.Atomic force microscopy(AFM) reveals that the films present a compact surface and root mean squared(RMS) roughness increased with Cr contents.The optical band gap energy Eg of the films has been determined using Transmission data by spectrophotometer and ellipsometry.The band gap energy found to be decreased with increasing Cr doping concentration.The optical constants(refractive index,extinction coefficient) are calculated using ellipsometry and found to increase with Cr doping concentration.     

Ca和Ba掺杂对La4/3Sr5/3Mn2O7的磁电阻效应的影响

用溶胶-凝胶法制备了双层钙钛矿锰氧化物La4/3(Sr1-xAx)5/3Mn2O7 (A是Ca或者Ba,x=0,0.1,0.2)系列多晶样品,并对其结构及电、磁输运性质进行了研究.研究结果表明:Ca和Ba的掺入虽然导致绝缘体-金属(I-M)转变温度(TI-M)降低,但可以明显提高低温区的磁电阻效应.对于x=0.2的Ca或Ba掺杂的样品,在60 K以下,磁电阻值接近100 %,且为一恒定值.对于这一实验结果可以作如下解释:Ca或Ba掺杂引起了MnO6八面体的畸变,导致eg电子占据dx2-y2轨道和d3z2-r2轨道的状态偏离了x=0时的优化组合状态,铁磁性被削弱.     

Ba(Y1-xCex)2Si3O10的光声光谱分析研究

室温条件下测定了Ba(Y1-xCex)2Si3O10(x=0.05,0.07,0.09)的漫反射吸收光谱、光声振幅谱和光声相位谱.由于高浓度掺杂使得Ce3+与Ce3+之间发生有效能量传递,从而导致Ba(Y1-xCex)2Si3O10(x=0.05,0.07,0.09)的漫反射吸收光谱强度依次降低,光声光谱强度依次增大.利用光声振幅谱结合相位谱的方法研究发光效率随掺杂浓度的变化,发现Ba(Y1-xCex)2Si3O10(x=0.05,0.07,0.09)3种不同掺杂浓度试样的发光效率依次降低.     

近紫外光激发的Ba3 MgSi2O8：Eu^2＋，Mn^2＋全色荧光材料的发光性质研究

用稀土复合溶胶雾化-热解方法制备了Ba3MgSi2O8:Eu2 ,Mn2 荧光材料,在近紫外光激发下,可同时发射红、绿和蓝三光进而合成白光.用微结构参数与发射波长的半定量关系,验证了505 nm绿光发射来自于Ba3MgSi2O8主基质相中伴生的微量Ba2SiO4相;基于Mn2的激发光谱和Eu2 的发射光谱的重叠关系,红光来源于Eu2 的蓝光发光中心的能量传递,分析了Eu2 和Mn2 之间的能量传递机理.     

光吸收谱法鉴别碳化硅晶体的多型体结构

用光吸收谱法对3种常见的碳化硅单晶多型结构进行鉴别,结果显示,4H-、6H-及15R-碳化硅多型体结构的光吸收谱的吸收边位置有明显差别,计算表明,这对应于其自身的带隙宽度.同时从吸收谱上还可以看到非故意掺杂引入的载流子引起吸收边的偏移.分析了不同掺杂类型对吸收边的影响.