线缺陷对扶手型石墨烯纳米带能隙的调控

采用单轨道最近邻紧束缚模型,我们研究了线缺陷的位置、类型和强度对扶手型石墨烯纳米带(AGNRs)能隙的调控.计算结果表明,对于带宽N为3n(n为整数)的半导体AGNRs,加一条位于Ni≠3m-1的两体线缺陷后(N_i为缺陷位置,m为整数),能隙关闭,纳米带呈金属性;而N=3n+1的半导体AGNRs关闭能隙的两体线缺陷位置为Ni≠3m-2.对于带宽N=3n+2的金属性AGNRs,可在Ni≠3m位置处加一条子格线缺陷打开能隙,使纳米带呈半导体性,同时在费米能附近出现一个波速为零的局域态;增加正常原子与缺陷原子之间的交叠积分,可使局域态消失,同时保持半导体性.利用格林函数方法,我们研究了一个两端口有限尺寸AGNRs的电子输运模型,计算了体系在有线缺陷时的透射系数和态密度,结果与能带谱计算结果相一致.     

扶手椅型石墨烯纳米带(AGNRs)电子结构的应力调控

当单轴拉伸应变沿扶手椅型石墨烯纳米带的扶手椅边沿时,利用静力学方法建立石墨烯纳米带的键角、键长与应力的解析关系;利用紧束缚方法对扶手椅边石墨烯纳米带的能带与能隙及应力的关系进行解析计算.研究结果表明:微小应变会导致纳米条带的能带宽度发生变化,并打开金属型扶手椅石墨烯纳米带能隙,费米能级附近的半导体型扶手椅石墨烯纳米带的能隙宽度也相应地发生改变;能隙随应变呈线性的周期变化,并且表现出明显的震荡现象;可达到的最大能隙随应力增大有所增大,随条带横向原子数m增大而减小.     

BN纳米带几何结构和电子性质第一性原理研究

本文采用第一性原理研究了不同带宽下BN纳米带的几何结构与电子性质。研究结果表明：随着带宽的增大,BN纳米带边缘发生形变,键角增大,B-B键键长增大,当带宽约为1.7nm时,B-B键发生断裂;电子性质研究表明：随带宽减小,最高占据轨道(HOMO)/最低非占据轨道(LUMO)能隙减小。对电子态密度(DOS)及赝能隙分析表明：BN纳米带带宽越小在费米能级处DOS越大,且赝能隙越小,这和GNR比较相似,说明BN纳米带越窄电子越容易从价带向导带跃迁。     

填充率对一维二元声子晶体杆带隙的影响

对一维二元(金属-金属型、金属-非金属型、非金属-非金属型)3类声子晶体杆,选择相同的晶格常数0.06m,不同的材料和填充率对其带隙进行计算。结果显示:金属-金属型结构的禁带频率较高,带宽较窄;金属-非金属型结构的带隙频率虽高,但比金属-金属型结构的低,且禁带宽度很大,适宜应用于高频振动控制;非金属-非金属型结构的带隙频率非常低,适宜应用于低频振动控制;当只改变散射体的填充率时,对于一维二元金属-金属型声子晶体与金属-非金属型声子晶体,都会出现第1带隙带宽最大而第2带隙带宽最小的情况。总之,填充率变化对3类不同材料组合类型声子晶体的带隙调控作用明显。     

拉伸应力作用下共轭高分子的能带结构研究

基于改进的SSH模型和弹性力学理论,研究了聚乙炔在单轴拉伸应力形变下的能带结构随应力大小的变化规律.计算结果表明:能带宽度和能隙随拉伸应力的增大而变窄,而能带宽度变化幅度要快于能隙的变化幅度.     

掺杂armchair石墨烯纳米带电子结构和输运性质的研究

基于第一性原理计算,研究了B/N掺杂对宽度为N(a)=3p+2=11的扶手椅(Armchair)型石墨烯纳米带电子结构和输运性质的影响.杂质的存在使得扶手椅型石墨烯纳米带的能隙增大,并在能隙中出现了一条局域的杂质态能带,杂质的位置也影响其能带结构.另外,杂质的存在还引起输运过程中的电子共振散射,其特点与掺杂种类、掺杂位...     

堆叠方法与堆叠层数对扶手型石墨烯纳米带电子能带的影响

摘要：根据紧束缚模型理论,研究了AA堆叠与AB堆叠的双层扶手型石墨烯纳米带和少层扶手椅型石墨烯纳米带的能带结构,并相应地给出了解析解．改变双层扶手型石墨烯纳米带空间的拓扑结构,能带与能隙也相应地随之变化;另外,当扶手型石墨烯纳米带的带宽n不变时,随着层数的增加,能带结构随之变化,能隙则成指数型减小．     

CoFeCrGa_(1-x)Al_x合金的电子结构、磁性和自旋零带隙半导体特性研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理,研究了Al掺杂对CoFeCrGa_(1-x)Al_x(x=0、0.25、0.5、0.75)合金电子结构、磁性、自旋零带隙半导体特性的影响。结果表明,随着Al掺杂浓度的增加,合金晶格常数减小,总磁矩符合Slater-Pauling规则。在整个研究范围内,CoFeCrGa_(1-x)Al_x(x=0、0.25、0.5、0.75)合金均为自旋零带隙半导体,随着x的增加,自旋向下能带中费米面从价带顶向导带方向移动,带隙宽度逐渐增加,当x=0.75时,费米面位于带隙中间,CoFeCrAl_(0.75)Ga_(0.25)在系列合金中半金属稳定性最佳。此外,当受到一定程度四方形变时,CoFeCrAl_(0.75)Ga_(0.25)仍能保持自旋零带隙半导体特性,有望应用于自旋电子器件。     

扶手椅型石墨烯纳米带输运性质的应变调控——以微小应变作用为例

采用非平衡格林函数方法和密度泛函理论的第一性原理,计算外加非轴向微小应变作用下扶手椅型石墨烯纳米带的电子能态密度和透射谱.结果表明,半导体型扶手椅石墨烯纳米带的电子透射系数和能态密度对外加非轴向应变十分敏感,金属型扶手椅石墨烯纳米带的带隙在微小应变下即可打开.     

填充率对一维二元声子晶体杆带隙的影响

对一维二元(金属-金属型、金属-非金属型、非金属-非金属型)3类声子晶体杆,选择相同的晶格常数0.06m,不同的材料和填充率对其带隙进行计算。结果显示:金属-金属型结构的禁带频率较高,带宽较窄;金属-非金属型结构的带隙频率虽高,但比金属-金属型结构的低,且禁带宽度很大,适宜应用于高频振动控制;非金属-非金属型结构的带隙频率非常低,适宜应用于低频振动控制;当只改变散射体的填充率时,对于一维二元金属-金属型声子晶体与金属-非金属型声子晶体,都会出现第1带隙带宽最大而第2带隙带宽最小的情况。总之,填充率变化对3类不同材料组合类型声子晶体的带隙调控作用明显。
     

基于二次帧差与窗口最大值的镜头边界检测方法

针对突变和渐变的特点,提出了一种适合突变检测的二次帧差法和适合渐变检测的窗口最大值法.二次帧差法通过计算相邻帧差之间的二次帧差,有效地突出了突变的特征,而窗口最大值法通过计算非相邻帧之间的帧差有效地突出了渐变的特征.利用窗口最大值准确地找到了渐变的中心位置,两种方法的有机结合可有效地检测出几乎所有的突变和渐变.该方法不用设置全局阈值,适应性强,实验结果表明了该算法的有效性.     

NaI晶体能态密度的研究

EHMO方法结合特殊点方案,利用自包容子程序,计算了NaI晶体的态密度,确定了价级位置,得出了其能隙和价带宽度。     

EHMO方法对KI晶体电子结构的研究

ＥＨＭＯ方法结合特殊点方案，利用自包容子程序，计算了ＫＩ晶体的态密度，确定了价级位置，得出了其能隙和价带宽度。     

工程水泥基复合材料自愈合过程与产物

借助环境扫描电镜(ESEM)对纤维表面以及15,30,50μm不同宽度裂缝自愈合产物的生长过程进行了连续观察,结合EDS(energy dispersive spectroscopy)、TEM(transmission electron microscopy,透射电镜)、XRD(X-raydiffraction)及FTIR(fourier transform infrared spectroscopy)等先进研究手段,对工程水泥基复合材料(ECC)裂缝自愈合产物的化学特性进行了分析.结果表明,体系中水泥基材料的进一步水化及C-S-H凝胶和CaCO3晶体的生成是裂缝自愈合的主要原因.宽度15μm裂缝的自愈合产物主要为C-S-H凝胶;宽度30μm裂缝的自愈合产物主要为C-S-H凝胶和CaCO3;观察周期内,宽度50μm形成的自愈合产物量无法填满裂缝.从微观层次上看,宽度30μm以下的裂缝几乎都能完全自愈合.同时,ECC材料中的PVA(聚乙烯醇)纤维有亲水特性,为自愈合产物的形成提供了成核点,有助于ECC材料自愈合产物的形成和生长.     

卤化钠晶体能态密度的研究

扩展休克尔方法结合特殊点方案,利用自包容子程序,计算了卤化钠晶体的能态密度．确定了价级位置,得出了能隙和价带宽度,与实验数据及其他理论计算结果比较表明,该方法不但简便,而且所得结果与实验数据符合较好．     

气相中Ir^＋与CH4分子自旋禁阻反应中C—H键活化机理的理论研究

采用密度泛函理论和高级电子相关耦合簇方法,在CCSD（T）/6-311＋＋G（3df,3pd）//B3LYP/6-311＋G（d,p）的理论水平下,研究了3个自旋态势能面上自旋禁阻反应Ir^＋（^5F）＋CH4（^1A1）→IrCH2^＋（3A″）＋H2（1Σg^＋）的微观机理,通过自旋-轨道耦合的计算,讨论了势能面交叉和可能的自旋翻转过程.结果表明,Ir^＋与CH4的反应中不同势能面之间的“系间窜越”（ISC）将会发生,分子体系通过3次自旋翻转沿着热力学最有利的反应路径进行,最优的反应路径总放热量为44.64 kJ/mol.运用Harvey等的方法优化出最低能量交叉点（MECP）,并计算了MECP处相应的自旋-轨道耦合常数（SOC）,分别为346.95,2 545.62,2 990.98 cm^-1,较大的SOC值说明了自旋翻转是有效的.     

临近水库浅埋煤层防水煤柱留设宽度数值模拟

留设防水煤柱是临近水库煤层保水开采最为有效的方法,而如何确定防水煤柱留设宽度是当前迫切需要解决的问题.分析保水开采问题的流固耦合机理,建立流固耦合作用的控制方程,以张家峁矿井常家沟水库周边4-2煤层开采为工程依托,采用数值模拟研究煤层采动对库岸边坡变形和孔隙水压力的影响规律,分析浅埋煤层开采覆岩采动破坏特性与岸坡失稳模...     

抛物型量子点的非线性光学整流研究

在紧凑密度矩阵方法和迭代法的框架下,从理论上研究了抛物型量子点（QDs）在不同的量子点半径、宽度以及外加电场和磁场下光学整流（OR）系数。在有效质量近似下,计算了量子点中电子的受限波函数和能量。给出了典型GaAs/AlGaAs抛物型量子点的数值结果。通过研究发现,非线性光学整流系数受到量子点的宽度、半径以及电场和磁场的强烈影响。在考虑电场和磁场的影响时,峰值向高能量方向移动。     

具有均匀Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的一维反铁磁链的孤子激发

反铁磁体中除了存在常被研究的交错Dzyaloshinskii-Moriya（DM）相互作用外,可能也存在均匀DM相互作用.研究了交换作用各项同性的、具有均匀DM相互作用的一维反铁磁链,采用常用的双子格模型,在DM相互作用的大小〖JB1|〗D〖JB1|〗小于最近邻二格点离子上电子间的交换积分J时,利用Holstain-Primakoff变换、多重尺度方法,得到椭圆函数波解和相应孤子解,并且讨论了DM相互作用对一维反铁磁链的解的影响.研究表明:DM相互作用对孤子宽度、峰值及能量均有着重要影响,且关系复杂,不存在随D的增减而单调增减.     

Nonlinear dynamics of ice-wedge networks and resulting sensitivity to severe cooling events

Patterns of subsurface wedges of ice that form along cooling-induced tension fractures, expressed at the ground surface by ridges or troughs spaced 10 30 m apart, are ubiquitous in polar lowlands. Fossilized ice wedges, which are widespread at lower latitudes, have been used to infer the duration and mean temperature of cold periods within Proterozoic and Quaternary climates, and recent climate trends have been inferred from fracture frequency in active ice wedges. Here we present simulations from a numerical model for the evolution of ice-wedge networks over a range of climate scenarios, based on the interactions between thermal tensile stress, fracture and ice wedges. We find that short-lived periods of severe cooling permanently alter the spacing between ice wedges as well as their fracture frequency. This affects the rate at which the widths of ice wedges increase as well as the network's response to subsequent climate change. We conclude that wedge spacing and width in ice-wedge networks mainly reflect infrequent episodes of rapidly falling ground temperatures rather than mean conditions.