Si8-xGex合金的电子、 力学和光学性质第一性原理计算#br#

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法, 研究 Si_8-xGe_x合金的电子、 力学和光学性质. 计算结果表明： Si_8-xGe_x合金的能带结构相似; 弹性系数、 体模量和剪切模量均随\%x的增大呈减小趋势; 静态介电常数、 折射率和反射系数均随x的增大呈准线性增加趋势; 等离子体振荡频率随x的增大呈减小趋势.     

Mg_2Si_(1-x)Sn_x合金的组织和性能

采用机械合金化+热压烧结制备Mg_2Si_(1-x)Sn_x(x=0、0.2、0.4、0.6、0.8)合金,对合金的组织性能进行了研究.结果表明:Mg2Si中的部分Si被Sn替代,晶体结构并不发生改变.随Sn替代量的增加,合金的点阵常数逐渐增大,整个XRD衍射峰向低角偏移增大,致密度先增大后减小,晶粒得到细化.随Sn替代量的增加,合金的抗压强度、抗弯强度先增大后减小,断裂方式由解理断裂向准解理断裂转变;引入Sn元素,Mg2Si1-xSnx的力学性能和热电性能得到提高,当x=0.4时,合金具有最佳的综合性能.合金的强化是由细晶强化、固溶强化和第二相强化3种机制共同作用的结果.     

L1_2结构γ′-Co_3(Al_(1-x)W_x)相的弹性性质和热力学性质的第一性原理研究

采用第一性原理方法并结合准简谐德拜模型,系统研究了W原子分数对Co基高温合金中γ′-Co_3(Al_(1-x)W_x)(x=0,0.25,0.50,0.75,1.0)相的弹性性质和热力学性质的影响.研究发现随W原子分数的升高,γ′-Co_3(Al_(1-x)W_x)相的弹性模量显著提高,而弹性各向异性的程度明显降低,同时γ′-Co_3(Al_(1-x)W_x)相由延性材料向脆性材料过渡转变.通过分析电荷密度和态密度的计算结果,发现随W原子分数的增大,Co和W之间共价键的结合强度呈现增大的趋势,并且Co原子间的电荷密度分布逐渐由各向异性向各向同性过渡转变.在有限温度下,随W原子分数的升高,γ′-Co_3(Al_(1-x)W_x)相的热容、热膨胀系数和焓均减小.     

Tb_(0.3)Dy_(0.7)(Fe_(1-x)Al_x)_(1.95)合金的结构、磁致伸缩和Mssbauer研究

系统研究了室温下Tb0.3Dy0.7(Fe1?xAlx)1.95(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,0.3,0.35)合金中金属Al替代Fe对晶体结构、磁致伸缩、内禀磁致伸缩、各向异性和自旋重取向的影响.结果发现,x<0.4时,Tb0.3Dy0.7(Fe_(1-x)Al_x)1.95完全保持MgCu2立方Laves相结构,晶格常数a随Al含量x的增加而增大.磁致伸缩测量发现,随着替代量x的增加磁致伸缩减小,x>0.15时超磁致伸缩效应消失;x<0.15时磁致伸缩在低场下(H≤40kA/m)有小幅增加,高场下迅速减小,而且易趋于饱和,说明添加少量Al有助于减小磁晶各向异性.内禀磁致伸缩λ111随Al替代量x的增加大幅度降低.M?ssbauer效应表明,Tb0.3Dy0.7(Fe1?xAlx)1.95合金的易磁化方向随成分和温度在{110}面逐渐偏离了立方晶体的主对称轴,即自旋重取向.室温下,当x=0.15时,Tb0.3Dy0.7(Fe1?xAlx)1.95合金中出现了少量非磁性相;x>0.15时,合金完全呈顺磁性;而77K温度下x=0.2时合金仍然呈磁性相.在室温和77K温度时,超精细场Hhf均随Al元素的增加而减小,而同质异能移IS随Al元素的增加而增加.     

(MnFe)_(1.9-x)V_xP_(0.5)Si_(0.5)化合物磁性和磁热性能

采用机械合金化和固相烧结技术,制备了V掺杂的Mn_(1.0)Fe_(0.9-x)V_xP_(0.5)Si_(0.5)(x=0,0.02,0.06,0.10,0.14,0.16)和Mn_(1.0)Fe_(0.9-x)V_xP_(0.5)Si_(0.5)(x=0,0.02,0.06,0.10,0.12)系列化合物.利用X射线衍射和磁性测量技术研究了材料的晶体结构、磁性和磁热效应.研究结果表明:两个系列化合物均结晶为Fe2P型六角结构;调整掺杂元素V的含量,可以将居里温度控制在188-375K范围;化合物的最大磁熵变随V含量增加而减少,化合物的热滞随V含量增加而减小,最小值为1K.     

ZnO_(1-x)R_x(R=S,Se,Te)电子结构与光学性质的第一性原理研究

基于第一性原理平面波超软赝势方法,研究了三元合金ZnO_(1-x)R_x(R=S,Se,Te)的晶体结构和电子结构随R组分x的变化关系.并计算了ZnO1-xSx合金的吸收系数、能量损失等光学性质随组分x的变化关系.结果表明,随着掺杂浓度x的增加,ZnO_(1-x)R_x的晶格常数呈近似线性递增.且禁带宽度出现弯曲,这跟三元合金ZnO_(1-x)R_x的固溶度相关.三元合金ZnO_(1-x)R_x从导带底到价带顶的光跃迁出现在Γ点,价带顶的贡献主要来自于S-3p、Se-4p和Te-5p态的电子,而导带底的价电子则是Zn的4s态.与纯净ZnO相比,光学性质中的介电函数、能量损失都是随S组分的掺入向低能方向移动,且最大峰值随S浓度的增加而增大.     

Sb含量对Ni46Mn41In13-xSbx结构、相变和磁性的影响

系统地研究了铁磁形状记忆合金Ni_(46)Mn_(41)In_(13-x)Sb_x(x=0,2,4,6,8,10,12,13)的结构、相变和磁性能.研究表明:系列合金仍然为L21立方结构,原子排列有序度有所提高.居里温度和马氏体逆相变温度在x6时均随x的增大而逐渐降低;在x6时均随x的增大而逐渐升高.磁化强度-温度曲线显示,Sb对In的替代引起主族元素p轨道和过渡族金属d轨道之间p-d轨道杂化作用改变,导致Ni_(46)Mn_(41)In_(13-x)Sb_x奥氏体和马氏体磁化强度变化趋势随Sb含量的增加出现反转.     

Sn、Bi对Mg_2Si合金组织与性能的影响

采用机械合金化+热压烧结制备Mg_2Si_(0.6-x)Sn_(0.4)Bi_x(0≤x≤0.02)合金,对合金的力学性能和导电性能进行研究.结果表明:Mg_2Si中掺杂一定摩尔分数Sn和不同摩尔分数Bi,整个衍射峰向低角度偏移,晶体结构并未改变,仍是Mg_2Si型结构;元素Sn、Bi的引入,明显细化了晶粒,合金的平均晶粒尺寸为20.6~32.8nm,具有纳米晶结构;随Bi摩尔分数的增加,合金的抗压强度、抗弯强度和电导率先增大后减小.实验发现,双元素掺杂能够显著提高Mg_2Si合金的性能,其强化是由细晶强化、固溶强化和第二相强化协同作用的结果.     

Mg_xZn_(1-x)Se合金的电子结构、光学性质和稳定性的第一性原理研究（英文）

基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了闪锌矿Mg_xZn_(1-x)Se合金的稳定性、电子结构和光学性质.研究结果表明,闪锌矿ZnSe和Mg_xZn_(1-x)Se合金都为直接带隙半导体,Mg_xZn_(1-x)Se合金的带隙宽度Eg和形成能Eb分别可以由Eg=1.30+1.34x和Eb=-1.48+0.60x-0.27x~2进行估计.同时,Mg_xZn_(1-x)Se合金的价带顶主要取决于Se 4p和Zn 3p态电子的相互作用,而其导带底则主要由Zn4s、Zn 3p以及Se 4s态电子共同决定.此外,随着镁掺杂系数x的逐渐增大,Mg_xZn_(1-x)Se合金的静态介电常数逐渐减小,而其吸收谱则出现明显的蓝移现象.研究结果为Mg_xZn_(1-x)Se合金在光电探测器方面的应用提供了重要的理论指导.     

Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金的结构、磁致伸缩和M(o)ssbauer研究

系统研究了室温下Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,0.3,0.35)合金中金属Al替代Fe对晶体结构、磁致伸缩、内禀磁致伸缩、各向异性和自旋重取向的影响.结果发现,x＜0.4时,Tb0 3Dy0 7(Fe1-xAlx)1.95完全保持MgCu2立方Laves相结构,晶格常数α随Al含量x的增加而增大.磁致伸缩测量发现,随着替代量x的增加磁致伸缩减小,x＞0.15时超磁致伸缩效应消失;x＜0.15时磁致伸缩在低场下(H≤40 kA/m)有小幅增加,高场下迅速减小,而且易趋于饱和,说明添加少量Al有助于减小磁晶各向异性.内禀磁致伸缩λ111随Al替代量x的增加大幅度降低.M(o)ssbauer效应表明,Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金的易磁化方向随成分和温度在{110}面逐渐偏离了立方晶体的主对称轴,即自旋重取向.室温下,当x=0.15时,Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金中出现了少量非磁性相;x＞0.15时,合金完全呈顺磁性;而77K温度下x=0.2时合金仍然呈磁性相.在室温和77K温度时,超精细场Hhf均随Al元素的增加而减小,而同质异能移IS随Al元素的增加而增加.     

Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金的结构、磁致伸缩和MÖssbauer研究

系统研究了室温下Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,0.3,0.35)合金中金属Al替代Fe对晶体结构、磁致伸缩、内禀磁致伸缩、各向异性和自旋重取向的影响.结果发现,x＜0.4时,Tb0 3Dy0 7(Fe1-xAlx)1.95完全保持MgCu2立方Laves相结构,晶格常数α随Al含量x的增加而增大.磁致伸缩测量发现,随着替代量x的增加磁致伸缩减小,x＞0.15时超磁致伸缩效应消失;x＜0.15时磁致伸缩在低场下(H≤40 kA/m)有小幅增加,高场下迅速减小,而且易趋于饱和,说明添加少量Al有助于减小磁晶各向异性.内禀磁致伸缩λ111随Al替代量x的增加大幅度降低.M(o)ssbauer效应表明,Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金的易磁化方向随成分和温度在{110}面逐渐偏离了立方晶体的主对称轴,即自旋重取向.室温下,当x=0.15时,Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金中出现了少量非磁性相;x＞0.15时,合金完全呈顺磁性;而77K温度下x=0.2时合金仍然呈磁性相.在室温和77K温度时,超精细场Hhf均随Al元素的增加而减小,而同质异能移IS随Al元素的增加而增加.     

低碳钢中第2相NbCxN1-x的x值

采用现有计算方法,对低碳钢中铌的碳氮化物NbCxN1-x中的x值进行了理论计算. 计算结果表明,NbCxN1-x中的x值主要受成分和温度的影响,随钢中C含量增大、N含量减小而增大,随温度的升高而减小之. 通过与相关实验结果比较发现:在一定的成分、温度范围内计算结果与之符合良好;对于超出该范围的Nb微合金化低碳钢,计算结果可作参考. 给出了温度和范围成分分别为1050～1250℃和0.10%C-0.005%N-0.20%Nb～0.20%C-0.005%N-0.20%Nb.     

MnBi1-xCrx(x=0.04,0.08,0.12,0.16)合金的晶体结构与磁性能

本研究采用真空电弧熔炼法制备了MnBi_(1-x)Cr_x(x=0.04,0.08,0.12,0.16)系列合金,利用X射线衍射仪(XRD)、Rietveld全谱拟合和振动样品磁强计(VSM)研究和测定MnBi_(1-x)Cr_x系列合金样品的晶体结构和磁性能。结果发现,退火后的样品主相是低温相(LTP)MnBi(空间群:P6_3/mmc(194))。Rietveld全谱拟合分析确定每个样品中各相的含量并解析出主相MnBi_(1-x)Cr_x的晶体结构。M(M=Bi,Cr)原子之间的原子间距d_(M-M)随着掺杂量增大而增大。M原子与Mn原子的间距d_(M-Mn)随着掺杂量增大而减小。在400K时趋于饱和,且在掺杂量小于x=0.12时,饱和磁化强度随着掺杂量的增加而增大,在掺杂量大于x=0.12时,饱和磁化强度已经达到饱和,为20.55emμ/g,且不随掺杂含量的变化而变化。随着Cr含量的增加,矫顽力亦逐渐增加,并且在掺杂量为x=0.12时达到最大值。随着测试温度的上升,合金矫顽力均呈上升趋势。MnBi_(1-x)Cr_x(x=0.04,0.08,0.12,0.16)的德拜温度分别为378.46K,369.52K,354.62K和351.64K。     

辉光放电无定形锗硅合金膜的红外吸收和氧的扩散

本工作主要着眼于锗硅合金(Si_(1-x) Ge_x∶H)红外吸收谱的某些变化和生长参数的关系,以寻求较合适的生长条件.实验中改变的参数有三个:锗含量,衬底温度,射频功率.我们首次观察到空气中的氧能扩散进某些条件下生长的锗硅合金膜.样品的制备和测量所用无定形锗硅合金膜,是在射频辉光放电中分解一定体积比的硅烷(SiH_4)和锗烷(GeH_4)淀积而成.硅烷、锗烷的纯度为99.999%,水和氧的含量都少于五百万分之一.红外测量的样品是淀积在粗抛过的高阻硅单晶片上.用涡旋分子泵把真空室抽空至真空度高于3×10~(-8)乇,然后通进硅烷和锗烷,按所要求的体积比进行混和,并把总压力固定在0.25乇.锗的含量x 在0和0.75之间变化,衬底温度在228—     

时间延迟和关联噪声对基因转录调节系统统计性质的影响

研究延迟时间τ和交叉关联噪声对基因转录调节系统关联函数C(s)和弛豫时间TC的影响.在小延迟近似下,利用微扰理论,得到了系统的定态概率分布函数Pst(x).基于Pst(x),通过Stratonovich解耦近似框架导出了C(s)和TC的近似表达式.数值计算结果表明,TC随乘性噪声强度D的变化曲线呈一单峰结构,τ和噪声间正关联时的关联强度λ的增大均使TC增大,而噪声间负关联时|λ|和加性噪声强度α的增大则使TC减小;系统态变量x(蛋白质浓度)的C(s)随时间s呈指数规律衰减,τ对C(s)的影响显示一个临界行为,即存在一个临界值τC,当ττC时,τ的增大使C(s)增大,而ττC时,使C(s)减小.λ0时,λ增大使C(s)增大,而λ0时,使其减小.D对C(s)的影响也显示一个临界行为,即D较小和较大时D的增大对C(s)的影响相反,然而,α的增大只会使C(s)值减小.     

CdS_xSe_(1-x)合金结构、电子结构和光学性质的第一性原理研究

用密度泛函理论究了闪锌矿型三元合金体系Cd SxSe1-x的晶体结构、电子结构和光学性质.计算了组分参数在0≤x≤1范围内Cd SxSe1-x的电子结构、态密度和带隙,计算结果表明Cd SxSe1-x为直接带隙半导体材料,其带隙随Se含量的增加而减小.分析了Cd SxSe1-x的复介电函数和吸收系数等光学性质随光子能量变化的关系,随Se元素含量增加,各光学特性曲线向低能方向移动.     

稀土Ce对无Co过计量比CaCu_5型合金贮氢和电化学性能的影响

采用单辊甩带快速凝固方法制备过化学计量比稀土贮氢合金La1-xCexNi4.17Mn0.93Al0.1Fe0.4(AB5.6型,x=0~0.5),研究Ce元素部分替代La后对合金微观结构、储氢及电化学性能的影响.XRD分析及储氢性能测试结果表明,快淬过化学计量比合金的相组织均为过饱和CaCu5型结构单相,合金晶胞体积与Ce质量分数基本呈线性关系,其中合金的储氢量随Ce质量分数的增加而减小,而吸放氢平台压力增高.电化学测试和分析结果表明,随Ce质量分数的增加,合金电极的活化性能和放电容量有所降低,但电极循环寿命得到明显提高.当x=0、0.5时,合金电极的最大放电容量为328.9、305.4 mAh/g;当x≥0.3时,经100次循环后,合金电极容量保持率S100由x=0时的80%提高至93%~96%;合金电极的高倍率放电性能(HRD)随Ce质量分数的增加呈先减小后增加的趋势.     

La3-xYxMgNi14(x=0～2)贮氢合金的相结构与电化学性能研究

系统研究了La3-xYxMgNi14(x=0,1.0,1.5,2.0)贮氢合金的相结构和电化学性能.结构分析表明,合金均由Gd2Co7和Ce2Ni7型结构相组成.随Y含量值x的增加,Gd2Co7型相的丰度增加,Ce2Ni7型相的丰度减少.合金各相的晶胞参数(a,c)和晶胞体积(V)均随x的增加而线性减小.电化学研究表明,随着Y含量的增加,合金电极最大放电容量减小,活化性能显著降低.合金随x的增加,HRD值减小与合金电极电催化活性及氢在合金相中的扩散速率的减小有关.     

退火温度对Fe_(73.5)Co_(0.3)Cu_1Nb_3Si_(14.2)B_8合金带材磁性能的影响

用单辊法制备的宽为20 mm,厚为25μm的Fe_(73.5)Co_(0.3)Cu_1Nb_3Si_(14.2)B_8合金带材,绕制成外径为40 mm,内径为25 mm的环型磁芯,再将磁芯进行退火处理。分析了合金带材的晶化行为,研究了退火温度对合金磁芯磁性能的影响。结果表明,淬火态Fe_(73.5)Co_(0.3)Cu_1Nb_3Si_(14.2)B_8合金带材为非晶态,一级起始晶化温度T_(x1)为512.8℃,二级起始晶化温度T_(x2)为671.9℃,当退火温度升高到550℃,在非晶基体中析出Fe(Si)软磁相,形成了非晶和纳米晶双相共存结构。当退火温度低于550℃时,随着退火温度的升高,合金磁芯的初始磁导率μ_i和饱和磁感应强度Bs增大,矫顽力Hc减小;当测试频率f和最大磁感应强度Bm不变时,合金磁芯的有效幅值磁导率μ_a增大,比总损耗Ps和交流矫顽力Hc减小;当测试频率f不变时,合金磁芯的电感Ls和品质因数Q增大。     

B含量对Fe_(91-x)Zr_7Mo_2B_x(x=10,12,14)合金的微观结构、热性能和磁性能的影响

采用单辊快淬法制备Fe_(91-x)Zr_7Mo_2B_x(x=10,12,14)非晶合金,在不同温度下对三种合金进行退火热处理.利用X射线衍射仪(XRD)、示差热分析仪(DSC)和振动样品磁强计(VSM)等测试方法对样品的微观结构、热性能及磁性能进行研究.结果表明:Fe_(91-x)Zr_7Mo_2B_x(x=10,12,14)三种合金第一个晶化峰的激活能分别是479.7、330.3和363.6 kJ/mol,Fe_(81)Zr_7Mo_2B_(10)合金的热稳定性最好;三种合金具有不同的晶化过程;Fe_(91-x)Zr_7Mo_2B_x(x=10,12,14)三种合金的矫顽力(H_c)随退火温度的升高变化复杂.