一维纳米材料中电子局域态分布

从一维纳米随机链模型出发,在考虑近邻、次近邻相互作用的情况下,运用多对角全随机厄米矩阵求解方法计算了一维纳米材料的电子局域态中心位置.针对晶界无序度和晶粒大小,讨论了材料中的电子局域态分布.研究结果表明:局域态中心位置随能量的改变而改变,并且在不同的能量范围内局域态分布不同,在某些能量范围内,能量变化很小而局域位置变化很大,电子跳跃很容易发生,而在另一些能量范围内,能量变化很大但局域位置变化很小,电子跳跃难以发生,因而直接影响材料的导电、导热等性能;晶界无序度和晶粒大小对局域态分布影响很大,当晶界无序度变小时,体系趋向有序,局域态位置随能量的变化呈一定程度的周期性;而当晶粒粒径变小时,晶界的作用增强,无序作用也相应增强,局域态增多,分布密度增大.     

无序材料直流电导中的无序作用机理

在单电子紧束缚无序模型基础上，建立一维无序材料电子跳跃输运直流电导率计算模型，并推导其直流电导率计算公式；通过计算材料的直流电导率，分析不同无序形式下无序度对材料直流电导率的影响，探讨无序在材料电子输运中的本质作用。计算结果表明，在对角无序情况下，无序材料的直流电导率随着无序度的增加而减小；当无序度较小时，电导率随材料无序度的变化有振荡行为；非对角无序材料的电导率小于对角无序材料的电导率，同时，在无序度较小的区域，材料的电导率呈现先增大后减小的特性；完全无序材料的电导率大于非对角无序材料的电导率而小于对角无序材料的电导率，且在完全无序情况下材料的电导率随无序度的变化关系与非对角无序情况下电导率随无序度的变化关系很相似；在无序度较大时，无论是对角无序、非对角无序还是完全无序情况下，无序度对电导率的影响均不明显。     

单壁碳管直径对电子结构的影响

对比了第一性原理中从头算方法、半经验方法和密度泛函方法的计算误差、计算消耗等参数,认为:对armchair型单壁碳管进行半经验的AM1/STO-3G基组水平的计算,其结果已足够用于计算能隙,且省时.选取m=n=3,4,5,6,7,8,10等结构的armchair型碳管,采用AM1方法对最高已占据分子轨道HOMO和最低空余轨道LUMO能级以及其能量进行系统计算和分析,其结果与实验结果一致.研究结果表明:对于armchair型纳米碳管,其能隙随直径的增大大致呈指数型衰减,轴向电导性逐渐增大;α和β电子交替分布在碳管管壁周围,且其电子密度i随直径的增大而趋于碳层表面的电子密度,σ键和π键的弯曲度减小,其径向特性大大减弱,纳米碳管性质逐渐趋近单层石墨性质,降低了其化学活性.     

准一维无序体系电子局域化及输运特性

在单电子紧束缚近似下,利用多对角全随机厄米矩阵算法,结合负本征值理论和无限阶微扰理论及传输矩阵方法,研究准一维多链无序体系中电子波函数局域化特性及其电子输运特性。研究结果表明:由于格点能量无序,准一维多链无序体系电子波函数呈现出局域化特性;格点能量无序度减小会导致在中间能区发生退局域化现象,表现为在中间能区电子波函数的局域长度大于体系格点数,即出现扩展态,且出现扩展态的能量区间随着无序度的减小而增大的趋势;同时,随着链数的增加,体系有向退局域化方向发展的趋势;在中间能区电子输运透射系数较大,而在低能区及高能区透射系数较小,同时,格点能量无序与维度效应对体系的电子输运存在竞争效应,当体系格点数及链数一定时,体系的透射系数随着格点能量无序度的增大而减小,而当体系格点数及格点能量无序度一定时,准一维多链无序体系的透射系数随着体系链数的增大而增大。     

γ-B_(28)的电子结构和弹性性质第一性原理研究

利用第一性原理对硼的高压相γ-B28的能带结构、态密度、分态密度、布居数分布和弹性性质进行研究。研究结果表明:γ-B28具有半导体能带结构的特征,是具有宽间接带隙的半导体材料,且整个带结构由杂化的硼原子2p态和2s态组成,在价带低能段及高能段的?14.5~?11.5 eV区域,硼2p态和2s态对总态密度的贡献大体相当,而在价带高能段的?11.5~0 eV区域及整个导带,对总态密度的贡献主要来源于2p态电子;γ-B28中的化学键具有共价和离子混合键的特征,且共价特征占主导地位;γ-B28单晶弹性常数cij满足力学稳定性判据,表明γ-B28具有力学稳定性,且沿a方向强度最大,而c方向强度最小;γ-B28的体弹模量、剪切模量和弹性模量都较大,而体弹模量和剪切模量的比值BH/GH1.75及泊松比ν≈0.1,表明γ-B28是一种超硬脆性材料。     

退火对氟化类金刚石膜结构及电学性能的影响

以CF4和CH4为源气体,在不同的温度和功率下,使用射频等离子体增强化学气相沉积（RF-PECVD）法制备氟化类金刚石（F-DLC）薄膜,并在Ar气中进行退火处理。利用椭偏仪、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱仪（Raman）以及QS电桥对薄膜厚度、结构以及电学性质进行表征。研究结果表明：在退火温度为300℃时,薄膜很稳定;退火温度达到400℃时,大部分H从膜内逸出,C—Hx（x=1,2,3）化学键基本消失,C—Fx,C=C和C=O等化学键的相对含量发生改变;薄膜的介电常数与薄膜内F的含量有关,退火使F的含量减少,介电常数增大。     

一维无序体系的振动局域态

 应用点阵动力学的方法以及五对角对阵矩阵本征矢算法,考虑原子间次近邻相互作用,计算了一维无序体系的振动本征态的分布.结果表明与电子本征态分布一样,无序体系的声子态分布也具有局域性,且局域程度与本征频率的大小、体系无序程度以及系统大小有密切的关系.     

无序度和温度对一维无序体系费米能的影响

从一维情况出发,采用单电子紧束缚无序模型,建立无序体系一定温度下费米能公式,同时考虑到无序体系中无序这一本质要素,通过数值计算探讨不同无序模式下无序度与体系费米能关系,并进一步探讨温度等对体系费米能的影响。结果表明:无序体系的费米能随无序度的增大而减小,并且非对角无序对体系费米能的影响很大,考虑非对角无序时,体系的费米能大大降低;温度对体系费米能的影响表现为,随温度的升高,体系的费米能相应增大,且在低温区费米能随着温度的升高而增大比较缓慢,而在高温区费米能随着温度的升高而增大较快。