Ti_3AC_2/Zr(A=Si,Al)范德华异质结材料的几何结构、电子结构和弹性性质的第一性原理研究

采用第一性原理方法,系统地研究了Ti_3AC_2/Zr(A=Si,Al)范德华异质结材料的电子结构和弹性性质.根据能带结构,电子态密度和Mulliken布局分布情况,分析了Ti_3AC_2/Zr(A=Si,Al)的电子性质和价键性质.采用广义梯度近似(GGA)计算方法,计算分析了Ti3SiC2/Zr和Ti3AlC2/Zr两种异质结材料的弹性性质和力学稳定性.研究结果表明,Ti3SiC2/Zr和Ti3AlC2/Zr具有较大的各向异性和较好的力学稳定性.且在相同应力的作用下,Ti_3AC_2/Zr(A=Si,Al)范德华异质结材料的形变小于MAX相材料Ti_3AC_2(A=Si,Al)的形变,但大于Zr金属的形变.     

不同Mg掺杂位置对ZnO电子结构、态密度和光学性质的影响

通过一性原理计算, 研究了替代位和间隙位Mg掺杂对ZnO电子结构、态密度和光学性质的影响. 结果表明, 替代位Mg掺杂导致ZnO带隙展宽, 而间隙位Mg掺杂ZnO形成n型半导体. 比较了纯ZnO和不同Mg掺杂位置MgZnO体系的分波和总电子态密度, 并解释了相应的电子结构和光学性质的差别. 发现替代位Mg掺杂和纯ZnO体系的光学特性差别较小, 而间隙位Mg掺杂导致ZnO光吸收边蓝移, 折射率减小, 而且在可见到近紫外光区域 (0到4.2 eV), 具有比纯ZnO更好的光透过性.     

二维V型AlP半导体及其可调直接带隙

一种新型单分子层V型结构磷化铝(V-AlP)二维半导体材料被理论预测,且通过第一性原理计算,它的稳定性和电学性质也得到详细考察. 在外加应力和电场作用下,其电子结构被有效地调控.计算结果表明它有很好的稳定性,且具有宽的直接带隙(2.6 eV).在双轴应力下,其带隙可以在(1～2.6 eV)范围内调控.在外加张力的作用下,其直接带隙可以转变成间接带隙.在不同的应力作用下, 单层 V-AlP的能带结构变化趋势明显不同,因此其表现出对外加应力的各向异性. 当外加电场从5 V·nm－1变为10 V·nm－1时,单层V-AlP的带隙可以从0 eV线性调控到2.6 eV. 研究结果表明应力和电场都可以有效地改变单层V-AlP的电子能带结构,因此这种二维V－AlP在纳米电子器件中有着广阔的应用前景.     

Casmir效应对理想导体电导率的限制

我们研究发现动力学Casimir效应将会使得理想导体电导率存在上限.首先我们对带有活动隔板的导体腔中的热辐射场进行热力学分析,由于隔板两侧的热辐射场压强的随机涨落,所以隔板将会随机运动.然后我们考虑动力学Casimir效应,即隔板的随机运动同时会产生光子辐射,根据热力学第二定律,导出了理想导体电导率的上限.最后,我们对理想导体电导率的上限进行了讨论和估算.     

第五主族原子替位掺杂对砷烯几何结构和电子性质的影响

点缺陷不可避免存在于新型二维材料中,并往往对其物理性质有重要的影响. 该文运用第一性原理计算方法,研究了第五主族原子(N、P、Sb和Bi)替位掺杂对砷烯几何结构和电子性质的影响. 首先,研究发现第五主族原子替代掺杂原子在砷烯晶体中会引起明显的局部晶格形变. 其次,第五主族原子掺杂会导致二维砷烯晶体能带带隙的不同程度的减小,随后根据电子态密度和差分电荷密度的计算结果对其进行了分析和解释. 最后,给出了第五主族原子掺杂砷烯的STM图像,为实验科研者识别和分析砷烯缺陷提供有益的参考. 研究结果将对二维砷烯纳米材料在光电器件等领域的应用提供有价值的参考和依据.     

a-石英晶体和铜块间手性不对称宏观力的研究

研究a-石英晶体和无手性物质间由Moody提出的有效势所产生的宏观力,发现这种宏观力是手性依赖的．根据a-石英晶的非简单群P3-21的表示,分析宏观力表达式中的矩阵元．结果表明,a-石英晶体中价电子的不对称分布和选择定则不能使这种宏观力相消为零．因此得出结论,存在一种新的宏观力,可能使等效原理破坏．最后讨论它的量级．     

锑烯量子点对脉冲激光的非线性饱和吸收

锑烯是由锑原子组成的单元素二维晶体，具有良好的稳定性和优异的光电性质.本文中通过液相剥离法，高效地合成高质量的锑量子点，展现其良好的非线性饱和吸收.调制深度和饱和强度分别约为3.9%和10.02 GW/cm².利用639.6 nm Pr:YLF激光器中的饱和吸收体，实现稳定的调Q脉冲激光器，最大输出功率为83 mW,相应的脉冲宽度为255 ns,脉冲重复频率为227 kHz.研究结果表明锑量子点在非线性光学领域有重要应用前景.