ZnO（10-↑10）面结构的从头计算

基于密度泛函理论（DFT）的第一原理超级原胞模型,计算了ZnO（10-↑10）非极性表面的结构．计算结果表明,顶层Zn原子明显向体内弛豫0．0328nm,第2层Zn原子的弛豫远离体材料0．0237nm,使得它类似于表面原子．顶层O原子的弛豫仅为0．0146nm,导致表面Zn-O二聚体有强烈扭转．扭转角达9．2°．计算结果与其他理论计算结论和实验结论吻合的很好．此外,还计算分析了ZnO的态密度．     

ZnO(10(1)0)非极性表面的第一原理研究

采用基于密度泛函理论（DFT）的第一原理超级原胞模型计算了ZnO（10^-10）非极性表面的结构．计算表明顶层Zn原子明显向体内弛豫0．0328nm,第二层Zn原子的弛豫远离体材料0．0237nm,使得它类似于表面原子．顶层0原子的弛豫仅为0．0146nm,导致表面Zn-O二聚体有强烈扭转,扭转角达9．2°（10^-10）非极性表面Zn、O原子的电荷转移的计算表明这很可能就是（000±1）极性表面能稳定存在的原因．计算结果与其他理论计算结论和实验结论吻合很好．     

Mn掺杂GaN(10(1-)0)薄膜第一性原理的研究

采用第一性原理计算了Mn掺杂GaN非极性(10(1-)0)薄膜的原子和电子结构.结果表明弛豫后表层Ga原子向体内移动,与Ga原子成键的表层N原子向体外移动,表层Ga-N键长收缩并扭转.通过对Mn原子掺杂在不同层总能量的比较,发现GaN(10(1-)0)薄膜中Mn原子更容易在表层掺杂.弛豫后,掺杂在表层的Mn原子及与Mn...     

基于微凝胶模板法制备P（AM-CO-MAA）／ZnO有机-无机复合微球的研究

采用反相悬浮聚合法合成的P(AM-co-MAA)水凝胶为模板,用Zn(Ac)2溶胀后,加入水合肼和NaOH溶液,通过两相界面反应,使ZnO沉积于微球表面,制得P(AM-co-MAA)ZnO有机-无机复合微球.我们考察了制备方法、超声反应时间、水合肼浓度对复合微球表面负载zn0量的影响.通过电镜扫描(SEM)、傅立叶红外分析(FT-IR)、热重分析(TG)等方法对微球表面形貌和无机沉积物zn0的相对含量进行了表征.结果表明,采用zn(Ac)2浸渍微球和水合肼在超声条件下反应,得到表面出现均匀裂痕的P(AM-co-MAA))/ZnO复合微球.     

Cu吸附ZnO(10(1)0)非极性表面的第一原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,计算并分析了Cu在ZnO(10(1)0)表面的吸附.通过分析比较不同吸附位的吸附能,最稳定位的差分电荷密度和态密度,发现:1)Ot位的吸附最稳定,ZnBri位置处是亚稳态吸附;亚稳态的ZnBri位吸附极易受到微扰发生键断裂,使得该处吸附的Cu移到Ot或OBri位.与Olga Dulub的STM实验发现吻合很好.2)差分电荷密度图显示出Cu-O方向有明显的电荷转移,这是Cu与ZnO(10(1)0)面有较强作用的主要原因.3)Cu原子的Ot位吸附改变了ZnO(10(1)0)面的成键平衡,使得呈电中性的ZnO( 10(1)0)面出现活跃的金属态,这应该就是Cu/ZnO吸附体系具有很强催化活性的根本原因.     

金属Pt三个低指数晶面的表面能和弛豫第一性原理研究

采用基于密度泛函理论第一性原理从头计算(vienna ab-initio simulation package,VASP)软件包,优化了金属铂(Pt)的晶格常数a0,计算了Pt的3个低指数晶面(100)、(110)及(111)表面能和多层弛豫.结果表明,晶面弛豫前后表面能的相对大小均满足E(111)＜E(100)＜E(110).表面弛豫主要发生在第一、二层,3个晶面弛豫量相对大小为|△d(111)|＜|△d(100)|＜|△d(100))|,弛豫量随表面层数增加而振荡减小.(100)和(110)表面最外层向内收缩,(111)表面最外层向外膨胀.此外,从弛豫前后的电子态密度变化的较深层次对弛豫结果进行了分析.     

Cu吸附ZnO(10ī0)非极性表面的第一原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,计算并分析了Cu在ZnO(10ī0)表面的吸附.通过分析比较不同吸附位的吸附能,最稳定位的差分电荷密度和态密度,发现:1)Ot位的吸附最稳定,ZnBri位置处是亚稳态吸附;亚稳态的ZnBri位吸附极易受到微扰发生键断裂,使得该处吸附的Cu移到Ot或OBri位.与Olga Dulub的STM实验发现吻合很好.2)差分电荷密度图显示出Cu-O方向有明显的电荷转移,这是Cu与ZnO(10ī0)面有较强作用的主要原因.3)Cu原子的Ot位吸附改变了ZnO(10ī0)面的成键平衡,使得呈电中性的ZnO(10ī0)面出现活跃的金属态,这应该就是Cu/ZnO吸附体系具有很强催化活性的根本原因.     

碳钢中不同终端的渗碳体(001)表面结构及稳定性的理论研究

为了研究碳钢中与铁素体交界的渗碳体(001)表面的表面层原子构成,采用Materials Studio软件中的CASTEP模块对从利用密度泛函理论优化后的渗碳体体单胞的4个不同位置切取的八种终端的(001)表面进行了理论计算。结果表明,若C原子暴露在表面的最外层或次外层,则该表面弛豫能较大;分割线越深入渗碳体体晶胞的内部,则越难分割出表面;实际情况下较为常见的渗碳体(001)表面应为终端结构为CFe_3和CC的表面。     

Mn掺杂GaN(100)薄膜第一性原理的研究

采用第一性原理计算了Mn掺杂GaN非极性(100)薄膜的原子和电子结构.结果表明弛豫后表层Ga原子向体内移动,与Ga原子成键的表层N原子向体外移动,表层Ga-N键长收缩并扭转.通过对Mn原子掺杂在不同层总能量的比较,发现GaN(100)薄膜中Mn原子更容易在表层掺杂.弛豫后,掺杂在表层的Mn原子及与Mn原子成键的表层N原子都向体内发生很小的移动,Mn-N键没有发生明显扭转,但是弛豫后N原子向Mn原子靠近,Mn-N键收缩.Mn原子的掺杂使得Mn3d与N2p轨道杂化,产生自旋极化杂质带,自旋向上的能带占据费米面.掺杂后的薄膜表现为半金属性,适合于自旋注入.     

Cu(111)面上原子扩散势垒的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)结合平板周期模型方法,对Cu在Cu(111)表面fcc洞位、hcp洞位的吸附模型进行了几何优化,并用从fcc洞位到hcp洞位过渡态计算的方法,研究了Cu在Cu(111)表面的扩散势垒.通过对不同基底层数、不同表面弛豫层数、不同覆盖率的比较,得到基底层数为4层、表面弛豫1层、覆盖率为1/4ML(monolayer)时,Cu在Cu(111)表面的扩散势垒和实验结果吻合得较好.在此基础上,计算了Fe、Ni、Co等磁性原子在Cu(111)表面的扩散势垒.     

液相-恒温陈化法制备ZnO晶须

在高碱度条件下,以液相-恒温陈化法制备出了形貌较好、纯度较高的ZnO晶须.用X射线衍射分析方法和扫描电子显微镜分别对其结构和形貌进行了表征,并研究了影响产物的几种因素.     

Co掺杂ZnO稀磁半导体的微观结构与磁学性质

用溶胶-凝胶方法制备了具有单一纤锌矿结构的Co掺杂ZnO稀磁半导体粉末样品.通过对样品的结构、元素价态、电学和磁学性质的分析,研究了样品室温铁磁性来源.研究结果表明,2次烧结的样品比1次烧结样品的磁化强度明显增强;观测到的铁磁性与ZnO本征缺陷(Zn空位)有关,铁磁性起源于局域化受主(Zn空位)之间的交换相互作用.     

La掺杂氧化锌纳米颗粒的室温拉曼特性

通过固相反应工艺制备了La掺杂ZnO,采用X射线衍射研究了ZnO∶La的结构,测试了其室温拉曼散射特性.XRD结果表明,La掺入ZnO晶格中,ZnO∶La具有六方纤锌矿结构的纳米多晶态,La以替位原子或间隙原子的形式存在于ZnO晶格中.拉曼光谱分析表明,ZnO∶La具有与纯ZnO相同的A1,B1,E1,E2等晶格振动模.由于掺杂的La3+和Zn2+的半径和电荷量不相等,ZnO∶La晶格畸变,局部应力增大,点缺陷增多,载流子浓度改变,ZnO∶La拉曼峰宽化,峰形状不对称,峰位置移动.     

脉冲激光沉积制备ZnO电致发光器件的研究进展

电致发光器件具有广阔的应用前景。而ZnO具有优良的发光特性,已成为制备电致发光器件材料的研究热点。近年来人们一直积极探索利用各种工艺方法制备ZnO电致发光器件,希望获得发光效率高的器件,其中利用脉冲激光沉积（PLD）法制备ZnO电致发光器件成为备受关注的课题,本文综述了用脉冲激光沉积制备ZnO电致发光器件的研究进展,包括ZnO同质结器件和ZnO异质结器件。     

低温固相反应制备氧化锌微粉研究

以Zn(NO3)2、Zn(Ac)2、ZnCl2和Na2CO3为原料，通过低温固相反应方法制备出了ZnO超细粉体。讨论了制备过程中不同的反应体系、反应物配比、煅烧温度和保温时间对ZnO粉体平均粒径的影响，并对其作用机理进行了分析。实验结果表明：在低温下，固相反应能快速进行；以Zn(NO3)2和Na2CO3为反应体系，能得到结晶度好、分散性较好、平均粒径为20nm左右的ZnO粉体。     

等离子体辅助化学气相沉积法生长ZnO薄膜的研究

讨论了在不同基板温度下用等离子体辅助化学气相沉积法生长ZnO薄膜,用X射线衍射(XRD)分析仪、反射式高能电子衍射(RHEED)仪及X射线光电子能谱(XPS)分析ZnO薄膜的特征.分析结果显示,在基板温度为300 ℃,二乙基锌(DEZ)流量为50 mL/min条件下可得到优取向高晶化的ZnO薄膜.光学性能分析表明,ZnO薄膜是透明的,在可视区峰值透光率高达85%.     

ZnO一维纳米结构在金属基底上的原位生长和表征

以Cu-Zn合金片为基底并提供Zn源,在含氧气氛中通过调控反应温度和氧偏压,采用热氧化法直接在Cu-Zn合金片上大面积可控地合成了多种形貌的ZnO一维纳米材料薄膜(包括纳米带、纳米片、纳米梳和纳米线等),采用多种分析方法对产物的形貌、结构进行了详细的表征,并对其相应的生长模型进行了讨论.结果表明,反应温度和氧偏压对ZnO纳米结构的生长至关重要,随着反应温度升高或氧含量的减少,气相Zn/O物种的偏压比增加,ZnO纳米结构尺寸变小.     

简单湿化学方法制备ZnO压敏电阻的研究

采用无机可溶性盐类为原料，通过相对简单的化学共沉淀方法，制备了ZnO压敏电阻材料，与传统的制备方法相比，化学方法得到的压敏电阻具有更低的烧结温度，更优良的非线性和更高的电压梯度，是一种具有重要实用价值的压敏陶瓷制备新方法。同时，利用XRD和SEM分析技术，对其显微结构也进行了表征和讨论。     

溶剂介质对ZnO晶体极性生长的影响

以Zn(NO3)2·6H2O、NaOH为原料,以水、乙醇、液体石蜡和双氧水为溶剂,在不同条件下水热合成不同结构形貌的ZnO.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其结构形貌进行表征,讨论ZnO在上述介质中的极性生长特性和生长机制.结果表明,溶剂类型可明显改变晶体+c轴方向的生长速率,从而获得不同的结构形态.在水介质中,晶体极性生长习性明显,+c轴 [0001]方向的生长速率明显大于其它方向,晶体生长为六方长柱状结构;以水和乙醇混合物为溶剂时,沿+c轴方向的生长速率明显减小,晶体呈六方片状;在液体石蜡中晶体沿各个晶向都无择优性,极性生长习性不明显,+c轴 [0001]方向的生长速率近似于其它方向,从而形成六方短柱状结构;双氧水的富氧体系则大大促进了晶体沿+c轴方向的极性生长,促使晶体呈针管状结构.     

制备ZnO晶须影响因素的研究

采用低温液相恒温陈化法,探讨了以锌盐和NaOH为原料制备ZnO晶须的优化条件:控制反应物配比n(Zn2+)∶n(OH-)为1∶6～1∶9,初始Zn2+浓度在0.2～0.3mol/L,搅拌时间1.52h,85℃恒温陈化5h.为ZnO晶须制备向低成本、高纯度的工业化方向发展提供实验依据,同时为研究其晶体生长机理奠定了理论基础.