硫缺陷对MoS_2纳米管输运性质的影响（英文）

利用密度泛函理论(DFT)和非平衡格林函数(NEGF)的方法研究了S空位缺陷对(8,8)MoS_2纳米管输运性质的影响。构建了10种缺陷结构,主要考察了S空位缺陷的不同位置和缺陷量对输运性质的影响。研究结果表明,相对于纳米管的外层S原子,S缺陷更倾向于定位在纳米管的内层。不同位置的硫缺陷对能带结构的影响明显不同,外层硫缺陷既可以引入供体带也可以引入受体带,而内层硫缺陷只提供受体带。S缺陷的引入有双重作用:一是由于降低带隙对导电起促进作用;二是由于引入陷阱效应对导电起抑制作用。计算结果表明MoS_2纳米管引入S缺陷后,导电性均增强。值得注意的是引入较多的外层硫缺陷会更加利于增强导电性,原因可能是更多的注入了载流子。     

Ca2Ge电子结构和光学性质的研究

采用第一性原理赝势平面波方法系统地计算了正交结构Ca2Ge能带、态密度、介电函数、复折射率、吸收系数．计算结果表明正交结构的Ca2Ge是典型的直接带隙半导体,带隙值为0.318 6 eV,其价带由Ge的3p、3s态电子构成,导带由Ca的3p、3s态电子构成,并且光学性质在3个方向上显示出各向异性．从能带和态密度的计算结果判断出Ca2Ge的光学性质主要由Ge的3p态电子向Ca的3d态的带间跃迁所决定．     

C2碳力学性质与电子结构的第一性原理研究

新型碳同素异形体的预报及其结构性质研究对设计新型超硬材料具有重要意义。基于第一性原理方法，报道了一种新型碳同素异形体C2碳。C2碳是一种正交晶系的晶体，晶体结构属于C222₁空间群。通过弹性常数计算分析了C2碳的力学稳定性；通过声子结构计算分析了C2碳的动力学稳定性；通过能带结构和态密度计算分析了C2碳的电子结构；通过强度和硬度性质计算分析了C2碳的力学性质。计算得到，C2碳具有1.875 eV的禁带宽度，硬度达到85.40 GPa,是一种兼具超硬特性及宽禁带半导体特性的碳同素异形体。     

吸附NO2对MoS2纳米带输运性质的影响

二硫化钼(MoS_2)作为新兴的类石墨烯二维材料,具有层状结构、天然的带隙、大的比表面积等优异的物理化学特性,是制作新型高灵敏度气敏传感器的理想材料.利用密度泛函与非平衡态格林函数相结合的方法,研究了吸附NO_2对MoS_2纳米带输运性质的影响.研究发现吸附了NO_2的MoS_2纳米带在偏压小于0.5 V时电流一直为0 A,与未吸附NO_2的MoS_2纳米带输运性质相比,表现出较大的差异性.这表明MoS_2纳米带在NO_2气体传感器上有着良好的应用前景.     

Semi-Heusler合金NiCrP和NiVAs半金属铁磁性稳定特性的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的全势能线性缀加平面波方法对semi-Heusler合金NiCrP和NiVAs的电子结构进行自旋极化计算.semi-Heusler合金NiCrP和NiVAs处于平衡晶格常数时都具有半金属性质,它们自旋向下子能带的带隙分别是0.59 eV和0.46eV,合金分子的总磁矩分别为3.00/formula和2.00/formula.在晶体相对于平衡晶格发生各向同性形变的情况下,计算semi-Heusler合金NiCrP和NiVAs的电子结构.计算结果表明,在相对于平衡晶格的各向同性形变分别为-6%～2%和-2%～4%时,semi-Heusler合金NiCrP和NiVAs的总磁矩稳定,并且能保持其半金属铁磁性.     

α相碲烯的准粒子能带和光学性质： 多体相互作用和激子效应

该文用第一性原理方法对α相碲烯的电子能带和光学性质进行了研究．通过GW方法考虑了多体效应对能带的影响，通过求解Bethe Salpeter方程(BSE)，考虑了电子空穴相互作用对光谱的影响．基于密度泛函的计算发现α相碲烯是具有间接带隙的半导体．考虑自旋轨道耦合后，它的带隙明显减小，且由间接带隙转化为准直接带隙．采用GW方法后，发现带隙值显著增大，这说明在碲烯中存在强的多体相互作用．在GW计算的基础上，求解了BSE方程，发现在不同k点网格密度情况下，光吸收谱中的激子峰的能量都明显比能带的直接带隙小，说明碲烯中有明显的激子效应．用BSE计算光谱时，我们还发现k网格点需要足够接近直接带隙最小处的k点才能得到正确的光谱．     

一维多孔TiO_2/SiO_2光子晶体能带结构模拟计算

为展宽光子带隙,提出多孔薄膜层状结构的一维光子晶体模型。采用有效介质理论计算多孔薄膜有效介电常数,使用平面波展开法,模拟计算了一维多孔TiO_2/SiO_2光子晶体的能带结构。结果表明:电介质层孔隙率变化、厚度变化时,带隙宽度和中心频率都能被有效地调制,可实现紫外、可见光波段宽带隙的光学介质组合。这为可见光区光电子器件的制备提供了新的思路。     

平面应变对二维单层氮化镓电子性质的调控作用

采用第一性原理方法研究了二维单原子层氮化镓结构和电子性质的平面对称应变效应.结果表明,在-10%~10%的应变范围内,二维氮化镓的结构未遭到破坏,仍然保持稳定.通过对应变下的能带结构分析,发现随着拉应变的增大,二维氮化镓的带隙逐渐减小,而且保持间接带隙性质.在一定压应变作用下,二维氮化镓的带隙增大,由间接带隙转变为直接带隙.这表明平面对称应变可以有效地调节二维氮化镓的电子性质,为二维氮化镓的应用提供了有价值的理论依据.     

基于第一性原理对Cr_2AlC和Ti_2SnC光学性质的研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,通过Materials Studio 5.5 CASTEP计算软件,对三元层状陶瓷211相中的Cr_2AlC和Ti_2SnC的光学性质进行计算分析.通过Cr_2AlC和Ti_2SnC的复介电常数和反射率的计算,从电子结构角度分析了它们光学性质的共性.二者在可见光区反射率较小,可知它们在可见光区具有良好的热稳定性,结合它们自身具有的高电导率,预测其可以作为良好的导电复合材料第二相添加剂;在紫外光区反射率相对较大,预测其可以作为潜在的防紫外线涂层材料.     

单轴手征媒质电磁带隙结构的色散特性

建立了分析双各向异性媒质电磁带隙结构的平面波展开法普适模型，并对单轴手征媒质电磁带隙结构(以本构参数单轴化了的手征媒质为背景材料并按菱形晶格钻孔)进行了仿真计算．计算结果表明，在横向介电常数相同的条件下，介电常数正单轴化了的手征媒质(其他参数仍为各向同性)电磁带隙结构所具有的全向全极化带隙宽度比各向同性手征媒质的带隙宽度要宽得多，这一发现，为电磁带隙结构的工程应用提供了新的材料选择。     

永磁钕铁硼(Nd2Fe14B)单胞的电子结构特性研究

运用基于第一性原理的密度泛函(DFT)和非平衡态格林函数(NEGF)方法,采用DZP基组设置对Nd2Fei4B单胞的能带、电子结构、态密度和电子传输特性等进行了理论研究.结果表明,Nd2Fe14B单胞能隙很小,具有导体性质.晶胞中Z=0和0.5晶面上电子密度较小,Z=0.30;0.37;0.63及0.87的晶面上电子密...     

无催化脉冲激光沉积方法制备氧化锌纳米棒阵列

近年来,半导体纳米结构因其在先进器件等方面存在广阔的应用前景,而成为国内外纳米领域人们关注的又一热点.其中,ZnO纳米阵列结构被认为是其中最具有应用前景之一.ZnO是一种宽禁带直接带隙Ⅱ-Ⅳ族半导体材料,室温下禁带宽度为3.37eV,具有较大的激子束缚能(60meV),它具有良好的压电性和生物适合性,可用于机电耦合传感器和生物医药领域.而且,制备ZnO纳米结构的技术较多,如化学气相沉积(CVD)、金属有机化学气相沉积(MOCVD)、热蒸发、分子束外延(MBE)、脉冲激光沉积(PLD)等.     

化学有序AlxGa1-xN合金的第一性原理研究

基于第一性原理方法系统研究了化学有序结构AlxGa1-xN合金的结构特征和电子性质.结果表明:随着组分x的增大,化学有序结构AlxGa1-xN合金的晶格常数逐渐减小,而结构稳定性变强.计算的电子结构揭示:化学有序结构AlxGa1-xN合金是直接带隙半导体,其带隙随着x的增大而变宽.化学有序化对带隙变化的影响可能源于量子...     

无催化脉冲激光沉积方法制备氧化锌纳米棒阵列

<正>近年来,半导体纳米结构因其在先进器件等方面存在广阔的应用前景,而成为国内外纳米领域人们关注的又一热点。其中,ZnO纳米阵列结构被认为是其中最具有应用前景之一。ZnO是一种宽禁带直接带隙II-IV族半导体材料,室温下禁带宽度为     

单苯环石墨烯带长度变化对电子学特性的影响

利用密度泛函理论对并八苯环石墨烯带、并十二苯环石墨烯带和并十六苯环石墨烯带的结构稳定性、能级与能隙、红外和拉曼光谱、分子轨道等进行了研究,并对石墨烯带长度变化对其电子学特性的影响进行了分析。结果显示:三种模型的HOMO和LUMO之间的能隙分别为0.63eV、0.53 eV和0.45 eV;分子轨道的电子云分布说明三种模型均表现出离域特性;红外和拉曼光谱给出了分子的振动频率、相应强度以及对应碳碳键的振动模式。     

H0.8Ni0.4Ti1.6O4/TiO2纳米复合材料的合成及光催化性质

用固相合成法制备出K0.8Ni0.4Ti1.6O4,并用离子交换法制备出H0.8Ni0.4Ti1.6O4;通过C6H13NH2层间膨胀,TiO2粒子的插入和紫外光分解等反应,合成出一种新的层状光催化纳米复合材料H0.8Ni0.4Ti1.6O4/TiO2.X射线衍射和漫反射等表征结果表明:该样品的层间高度为0.37 nm,禁带能隙为3.35 eV和2.58 eV.用可见光范围(大于400 nm)的光照射30 min,0.4 g样品可使甲基橙溶液(20 mg/L)的降解率达到21.9%,而同样条件下,标准TiO2(P-25)仅为6.2%,表明所研制的层状纳米复合材料具有较高的光催化活性.     

最小碳纳米管的光谱与能隙的密度泛函研究

讨论了平面四苯环卷曲成最小的锯齿型碳纳米管模型的几何结构和性质。使用密度泛涵方法完成了D4h群对称性下最小的锯齿型碳纳米管的几何结构优化,并得出了最小的锯齿型碳纳米管分子轨道以及基振光谱。计算结果说明最小的锯齿型碳纳米管分子轨道具有明显的离域特性,对应于α和β的HOMO与LUMO之间能隙差分别仅为1 eV和1.4 eV,证明该模型为一个稳定的碳纳米管结构。这一能隙也说明平面四苯环卷曲成最小的锯齿型碳纳米管具有半导体的传导特性。     

纳米碳管的能带结构特征

发展了计算能带结构的sp^3s^*模型,并应用该模型对无限长单壁纳米碳管的能带结构进行了系统的分析;发现对于[n,m]纳米碳管当n=m时为金属性纳米碳管,m—n=3q(q为整数)时为窄隙半导体管．而其他类型的纳米碳管均为宽隙半导体管．且对于n—m≠3q的其禁带宽度与半径大致呈反比关系．     

改变光波传输方向的两个无损耗光子晶体波导模型

通过研究二维光子晶体的晶格结构、介质柱折射率、介质柱占空比,得到三者与带隙宽度的分布关系,再进一步结合其衍射效率研究各种缺陷模式,得到多种缺陷模式的衍射谱结构,并由此提出多种二维光子晶体波导的传输构型,结合介质柱占空比对带隙的影响,提出介质柱占空比优化方案,从而设计出理论上效率优异的光子晶体波导结构。     

氧气流量对反应磁控溅射铜氧化物薄膜结构和光学性质的影响

反应磁控溅射方法在玻璃基片上沉积铜氧化物薄膜,研究氧气流量对薄膜结构和光学性质的影响.用X射线衍射仪检测薄膜的结构,分光光度计测量薄膜的透射和反射光谱,采用拟合正入射透射光谱数据的方法计算薄膜的折射率、消光系数及厚度.结果表明,薄膜沉积过程中,随着氧气流量的增加,铜氧化生成物从Cu2O逐步过渡到Cu4O3,最后为CuO;当氧氩流量比为6：25时,生成单相多晶结构的Cu2O薄膜,薄膜的折射率和消光系数随波长增加而减小,带隙为2.49 eV;不同氧气流量条件下制备的Cu2O,CuO薄膜的折射率和消光系数随氧流量的增加而增加.