部分非金属元素掺杂二维CdS的电子结构与磁性的第一性原理研究

基于自旋极化密度泛函理论(DFT)的第一性原理研究方法,研究了部分非金属元素(B-F、P、Cl、Br、Si和As)替位掺杂单层CdS的电子结构及磁性。研究结果表明,C、N、P和As元素掺杂单层CdS可诱导磁性,其余元素掺杂体系则不显示磁性。进一步研究了非金属双原子掺杂二维CdS的磁耦合作用,结果表明,As掺杂单层CdS体系呈现出铁磁态,而C、N和P掺杂的单层CdS体系则表现为反铁磁态。形成能计算表明,富S的条件下要比富Cd的条件非金属掺杂原子更易于占据S原子的位置。     

相变存储材料Ge_2Sb_2Te_5的电子结构研究

利用密度泛函理论对稳态六方Ge2Sb2Te5进行第一性原理计算,得到了其晶格常数、能带结构、电子态密度等相关性质.详细讨论了其成键情况和电子结构对材料晶化率的影响,从电子结构的角度解释了GST稳态与亚稳态之间的转换机制,对实验掺杂研究给出了理论性的指导.     

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.     

Bi,Se和Te吸附n/p型石墨烯电子结构研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了Bi,Se,Te在缺陷(单空位,B掺杂和N掺杂)石墨烯上的吸附结构及电子和磁性质.研究表明:在能量稳定的Bi(Se)/石墨烯吸附体系中,Bi吸附诱导产生磁性;在空位缺陷石墨烯上的吸附会改变费米能级处态密度分布,影响体系的导电性质;在B(N)掺杂吸附体系中,B比N对吸附原子的影响大;除Se在B掺杂石墨烯上吸附外,Bi,Se,Te在其它n/p型掺杂吸附体系中均显示磁性.缺陷增强了Bi,Se,Te与石墨烯之间的相互作用,对吸附体系的电子结构和电荷分布有较大的影响.     

Si掺杂过渡元素Sc、Ti、V、Cr电子结构研究

文章采用第一性原理的平面波赝势方法,对单晶Si掺杂4种过渡元素的体系从晶格参数、电子结构以及光学性质等方面进行了理论计算与研究。计算结果表明,在4种掺杂元素中,掺杂Cr元素的晶格参数、晶胞体积反而变小,晶胞能最低,体系也最稳定。从体系的电子结构分析发现,在单晶Si中掺杂这4种过渡元素时,掺杂Cr元素的体系杂化最为剧烈,吸收峰位于费米面以上的2.42～2.80eV区域,是由Si的2p电子与Cr的3d轨道作用所致,在该区域的波长为443～513nm,位于可见光区,同时掺杂Cr的体系最稳定。     

Ⅳ族元素掺杂的α-Fe的第一性原理研究

采用基于自旋极化的密度泛函理论的第一性原理方法,使用超原胞模型对Ⅳ族元素掺杂的α-Fe体系α-Fe:X(X=C,Si,Ge)的电子结构和磁学性质进行了系统研究.计算得到了α-Fe体系掺杂前后的能带结构、电子态密度及电荷密度分布等.对计算结果的分析表明:C、Si元素的替位使原胞的体积有所减小,而Ge的替位则导致原胞体积的增大;C和Ge的替位使得电荷密度分布的方向性增强,预示着C和Ge与周围原子相互作用有比较明显的共价性,而Si的替位却对周围电荷密度的影响很小;掺杂时,各替位原子本身基本上都没有表现出磁性,而各Fe原子都保持有磁性,其磁矩都比纯α-Fe中的Fe原子略大.     

Sb-Se系和Ge-Sb-Te系相变光盘记录介质微观结构及光学性能研究

利用X射线衍射仪 ,分光光度计对Sb Se系和Ge Sb Te系相变光盘记录介质材料非晶态薄膜相变前后结构的变化 ,光学性能进行了系统的研究 ,X射线衍射分析表明 :SbSe非晶态薄膜退火后有Sb的析晶峰 ,SbSe2 有Se的析晶峰 ,符合化学计量比的Sb2 Se3 全部是Sb2 Se3 的共晶峰 .GeSb2 Te4 非晶态薄膜在热退火过仇逐首先形成fcc亚稳相 ,升高退火温度 ,Fcc相转变为稳定的hex相 ,GeSb4 Te4 非晶态薄膜退火后在发生上述变化的同时 ,还有Sb的析晶峰 .分光光度计测试表明 :Sb Se系非晶态的光稳定性很不理想 ,随着波长的改变 ,反射率变化太快 .对于Ge Sb Te系合金 ,在各种波段处 ,两种合金都有较大的反衬度 ,其非晶态的光稳定性也较理想 ,随着波长的改变 ,反射率变化不大     

第一性原理研究Pt掺杂NiTi金属间化合物晶体结构与电子结构

利用第一性原理研究了Pt掺杂B2结构的NiTi合金的晶体结构与电子结构.研究表明,Pt掺杂比例不高于6.25%时,体系的结构不发生变化,并且点缺陷形成能更低,说明掺杂Pt元素能提高体系的稳定性.而态密度,布局分析以及电荷密度分布的计算进一步表明,Pt原子的d电子成键能力很强,与周围原子剧烈的相互作用,结构更为稳定.通过...     

N/P/As/Sb掺杂(9,0)型碳化硅纳米管的第一性原理

基于第一性原理,研究(9,0)型碳化硅纳米管壁掺杂N/P/As/Sb元素对其电子结构的影响.结果表明,随着掺杂的VA族原子半径的增加,电负性的减弱,其能带结构发生较大改变,特别是As/Sb分别取代Si原子后,其能带展示出P型半导体特性,这点不同于N原子掺杂后的半金属性,P原子掺杂后表现出的N型半导体特性.计算结果说明五族元素掺杂碳化硅纳米管并不都是N型掺杂.     

球磨法制备TiO2复合型光催化剂的研究

采用球磨法制备三种复合型光催化剂TiN/TiO2、Si/TiN/TiO2和Ge/TiN/TiO2。分别研究了其光催化活性、最佳球磨时间和TiN、Si、Ge的最佳掺杂比。实验结果表明,球磨法制备的复合型光催化剂的活性较好。     

Si_（83）Ge_（17）/Si压应变衬底上HfAlO_x栅介质薄膜微结构、界面反应和介电性能研究

本文研究了射频磁控溅射沉积在p-Si83Ge17/Si（100）压应变衬底上HfAlOx栅介质薄膜的微结构及其界面反应,表征了其各项电学性能,并与相同制备条件下沉积在p-Si（100）衬底上薄膜的电学性能进行了对比研究.高分辨透射电子显微镜观测与X射线光电子能谱深度剖析表明600°C高温退火处理后,HfAlOx薄膜仍保持非晶态,但HfOx纳米微粒从薄膜中分离析出,并与扩散进入膜内的Ge,Si原子发生界面反应生成了富含Ge原子的HfSiOx和HfSix的混合界面层.相比在相同制备条件下沉积在Si（100）衬底上的薄膜样品,Si83Ge17/Si（100）衬底上薄膜的电学性能大幅提高：薄膜累积态电容增加,有效介电常数增大（～17.1）,平带电压减小,？1V栅电压下漏电流密度J减小至1.96×10？5A/cm2,但电容-电压滞后回线有所增大.Si83Ge17应变层抑制了低介电常数SiO2界面层的形成,从而改善了薄膜大部分电学性能;但混合界面层中的缺陷导致薄膜界面捕获电荷有所增加.     

党参中无机元素的组分分析

本文用电感偶合等离子发射光谱，原子吸收光谱分析了常参「Ｃｏｄｏｎｏｐｓｉｓ Ｐｉｌｏｓｕｌａ Ｎａｎｎｆ」中Ｆｅ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｅ，Ａｌ，Ｐ，Ｂ，Ｓｒ，Ｈｇ，Ｐｂ，Ｂａ，Ａｓ，Ｃｅ，Ｂｅ，Ｎｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，Ｃｏ，Ｇｅ，Ｍｏ，Ｃｄ，Ｌｉ，Ｔｅ，Ｗ，Ａｇ，Ｓｉ，Ｂｉ，Ｓｎ等３３种无机元素的组分含量。     

内含式复合物X@Si20H20（X=N,P,As,C^-,Si^）的结构和稳定性

用DFT的B3LYP方法在6-31G（d）基组的水平上,对闭式多面体簇合物X@Si20H20及其内含式X@Si20H20（X=N,P,As,C^-,Si^-）复合物的结构进行了构型优化和能量计算,并讨论了稳定结构的几何构型、振动频率、能量参数与结构的关系．最后得到复合物结构的稳定性信息,具有Ih对称性的X@Si20H20（X=N,P,As,C^-,Si^-）为内含式的基态结构．     

MgH2-X(X=Si,Ge,Sn,Pb)体系解氢能力的第一原理计算

采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,研究了MgH2-X(X=Si,Ge,Sn,Pb)合金化体系的能量、几何与电子结构.负形成热的计算发现:合金化元素X在镁氢化合物(MgH2)中少量固溶时,体系相结构稳定性变差,预示着解氢能力得到改善.电子态密度(DOS)与电子密度的进一步分析发现:镁氢化合物X合金化后,X与其周围的H原子相互作用不明显,而Mg-H之间的成键作用减弱.体系Ge合金化解氢能力增强的理论计算与实验结果一致,预测Si,Sn,Pb少量固溶于MgH2能提高体系的解氢能力.     

Ge_2Sb_2Te_5薄膜及其存储特性研究

采用磁控溅射制备了Ge2Sb2Te5相变薄膜.通过XRD以及四探针法研究薄膜在退火过程中的微结构演变以及电导率变化规律.通过电流-电压特性研究了存储器的存储转变机制.     

掺杂对Al(111)面氧分子吸附性能影响

为了揭示掺杂对Al(111)面O2吸附性能影响规律。采用基于密度泛函理论（Density Functional Theory, DFT）的第一性原理计算方法,通过构建模型以及设置计算参数,计算得到了不同O原子覆盖度下Ni、Mn、Si掺杂对应Al(111)面吸附O2的吸附能、功函、Bader电荷、差分电荷密度、以及态密度。研究表明：当氧原子覆盖度较低情况下,纯铝表面吸附能绝对值最大,转移电子数最多,原子之间存在相互作用并主要由最外层电子轨道决定。当氧原子覆盖度增大至3/8时,掺杂表面吸附能大于纯铝表面,掺杂促进了Al(111)面吸附氧分子。结果表明：Al(111)面吸附氧分子的能力不仅与掺杂元素有关,还与各表面O原子的覆盖度有关,当O原子覆盖度较低时,Mn、Si、Ni掺杂抑制了O2吸附,当覆盖度较高时,Ni、Mn、Si掺杂促进了O2吸附。     

四价离子M（M=Mn,Pr,Sn,Zr,Se,Te）掺杂对CeO_2氧化还原性能的影响

于考虑了Ce-4f电子之间强关联作用PBE＋U方案,采用第一性原理计算方法系统研究了掺杂Mn,Pr,Sn,Zr,Se和Te等对CeO2原子结构、电子结构和还原性能影响.针对形氧空位后掺杂离子对体系中电子转移影响,提出了两种不同制：对于Zr,Se和Te等掺杂CeO2,氧空位形能的降低主要是受到氧空位形后结构扭曲影响;而对于Mn,Pr和Sn等掺杂体系,氧空位形能受到结构扭曲和电子转移双重影响,因此,氧空位形后电子首先转移到掺杂离子上而不是通常的Ce4＋上.研究发现,当四价掺杂离子到电子后最外层电子全满或半满结构时,氧空位形时所产生的电子会优先转移到掺杂离子上.     

9-硅蒽和9-锗蒽与烯烃杂Diels-Alder反应的理论研究

采用密度泛函理论方法在B3LYP/6-311G**水平研究了9-硅蒽和9-锗蒽与烯烃的杂Diels-Alder反应的微观机理、势能剖面,考察取代基对反应势能剖面的影响.计算结果表明,所研究反应均以协同非同步的方式进行,且Si(Ge)—C键总是先于C—C键形成.乙烯分子中C原子上的苯基取代基在热力学上对反应不利,但在动力学上的影响取决于产物中苯基与Si(Ge)原子之间的相对位置.9-硅(锗)蒽分子中Si(Ge)原子上的2,4,6-三甲基苯基取代基在热力学和动力学上均对反应不利.     

Si83Ge17／Si压应变衬底上HfO2栅介质薄膜的电学性能

本文用射频磁控溅射方法在p-si83Ge17／Si压应变衬底上沉积制备Hf02栅介质薄膜,研究其后退火处理前后的电学性能,并与相同条件沉积在无应变p-Si衬底上Hf02薄膜的电学性能进行对比研究．物性测试分析结果表明,沉积Hf02薄膜为单斜相（m-Hf02）多晶薄膜,薄膜介电常数的频率依赖性较小,1MHz时薄膜介电常数k约为23．8．在相同的优化制备条件下,沉积在si83Ge17／si衬底上的Hf02薄膜电学性能明显优于沉积在Si衬底上的薄膜样品：薄膜累积态电容增加;平带电压‰骤减至-0．06V;电容．电压滞后回线明显减小;-1V栅电压下漏电流密度,减小至2．51 x 10-5A·cm-2．实验对比结果表明Si83Ge17应变层能有效地抑制Hf02与si之间的界面反应,改善HfO2／Si界面性质,从而提高薄膜的电学性能．     

Local Structure of Ge／SI（100） Self—Assembled Quantum Dots

Ｔｈｅｌａｔｔｉｃｅｍｉｓｍａｔｃｈｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｕｂｓｔｒａｔｅａｎｄｔｈｅｏｖｅｒｇｒｏｗｎｌａｙｅｒａｌｌｏｗｓｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｓｅｌｆ ａｓ ｓｅｍｂｌｅｄｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ (ＱＤｓ)ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅＳｔｒａｎｓｋｉ Ｋｒａｓｔａｎｏｖｍｅｃｈａｎｉｓｍ[1,2 ] .Ｔｈｉｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅｈａｓｂｅｅｎｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙａｐｐｌｉｅｄｔｏｖａｒｉｏｕｓｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓｙｓｔｅｍｓ,ａｎｄｉｎｐａｒｔｉｃｕｌａｒｔｏＧｅ/Ｓｉｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ(Ｑ…