有序Al-Li金属化合物的成键特征与电荷偏移

用余氏金属价键理论计算了Ｆｃｃ基有序Ａｌ－Ｌｉ金属间化合物的键参量和原子间成键的电荷偏移量。结果表明：要形成较强的Ａｌ－Ｌｉ键，Ａｌ原子将偏移部分共价电子给Ｌｉ原子用于共价成键，而这一过程中Ａｌ原子的外层电子状态并没有明显的改变。     

长程有序性对β-MgSc相合金力学性质的影响

运用从头计算方法研究了MgSc合金中长程有序化对力学性质的影响。计算得到的晶格常数与实验结果吻合较好,Sc有序化对合金晶格常数的影响较小。合金的长程有序化对弹性系数的影响显著,在15-25 at.%Sc范围内无序相的力学稳定性好,但韧性较差。Sc有序化导致合金四方剪切模量变得很小(～4 GPa),因此Sc有序化可能使得MgSc合金出现剪切失稳。电子结构分析表明,合金在费米面附近有较多态密度峰,使得合金相稳定性和力学性质对组分的变化敏感,因此可通过细调合金组分改变合金相和力学性质。     

四元Heusler化合物的力学与半金属特性

采用全势线性缀加平面波方法对一系列四元Heusler化合物进行了第一性原理计算。弹性常数的计算结果表明,共有28种化合物具备力学稳定性。对各种化合物的杨氏模量、剪切模量、泊松比以及剪切各向异性等参数进行计算和力学性质分析发现,所有满足力学稳定性的化合物均具有剪切各向异性。磁矩分析结果表明,有12种化合物符合Slater-Pauling准则。能带和态密度分析结果显示,这12种化合物均呈现出卓越的半金属特性。研究结果为四元Heusler化合物在材料科学和电子学领域的应用提供了重要的理论支持。     

空位缺陷对CrSi_2光电性能的影响

采用第一性原理方法,计算含空位缺陷CrSi2的电子结构和光学性质,并分析含Cr和Si空位缺陷的CrSi2光电性能.结果表明:Cr和Si空位均使CrSi2的晶格常数和体积变小;能带结构密集而平缓,且整体向上移动,Si空位缺陷形成带隙宽度为0.35eV的p型间接带隙半导体,Cr空位缺陷在原禁带间出现两条新的能带;含空位缺陷CrSi2的电子态密度仍主要由Cr3d层电子贡献,Si空位缺陷对电子态密度的影响较小,Cr空位缺陷提高了Fermi面处的电子态密度;与CrSi2相比,含空位缺陷CrSi2的介电峰均向低能方向略有偏移且峰值降低,吸收系数明显变小.     

氟化度及单轴应力对氟化石墨烯结构稳定性和能带的影响

采用基于密度泛函数理论的第一性原理,通过计算研究了四种(Chair、Zigzag、Boat、Armchair)双面全氟化石墨烯(N_C∶N_F=1∶1)构型,发现Chair型氟化后的石墨烯构型最稳定。在此基础上,系统研究了以Chair形式氟化时不同氟化度和单轴应力对氟化石墨烯结构稳定性与能带的影响.计算结果表明:氟化度越高氟化石墨烯结构越稳定,且双面氟化石墨烯较单面氟化更稳定。对构造的全氟化石墨烯体系沿X方向施加压(拉)应变时,石墨烯体系的起伏高度随单轴应变的增加而减小,导带底和价带顶均发生微小移动、带隙逐渐减小,带隙在轴向压应力作用下减小得更快.     

压力及缺陷对蓝宝石电子结构影响的第一性原理研究

基于密度泛函理论下的平面波超软赝势方法,计算了蓝宝石在三种结构相(Corundum相、Rh2O3(II)相、CaIrO3相)下的晶格参数随压力变化的关系,并得出了不同压力下的晶格常数间的比值。同时还计算了在131.2 GPa压力下不同点空位缺陷(VO+1、VO+2、VAl-1、VAl-2、VAl-3)对80个原子的超原胞AL2O3(CaIrO3相)晶体参数影响。最后为了进一步分析蓝宝石的电子结构,本文还计算了131.2 GPa压力下的AL2O3(CaIrO3相)下的理想晶体和含+2价氧空位时的总和分态密度,并将二者作了对比,结果表明+2价氧空位存在时有电子缺陷态出现。     

铁的电子自旋相变对下地幔方镁铁矿光学性质的影响

本文采用第一性原理方法,计算了(Mg0.8125,Fe0.1875)O方镁铁矿理想晶体和含氧离子空位点缺陷晶体在下地幔压力范围内的光学性质.理想晶体吸收谱数据表明,与晶体场理论预测的结果一致,铁在高压下的电子自旋相变将导致方镁铁矿吸收光谱显著蓝移,从而使得近红外区域出现了透明的现象.然而,令人感兴趣的是,含空位缺陷晶体的结果与晶体场理论的结果有本质差别,却与实验观测一致:电子自旋相变将使得近红外区的吸收性显著增强.同时,含空位缺陷晶体的折射率结果显示,压力、波长以及电子自旋相变对下地幔方镁铁矿的折射率有较明显地影响.     

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.     

溶液浓度对短链多烯类生物分子结构有序及光学性质的影响

测量了链状多烯类生物分子番茄红素,β-胡萝卜素在CS₂中不同浓度(10^-6~10^-11 M)的拉曼光谱和紫外-可见吸收光谱. 结果表明, 随其在CS₂中浓度降低, 分子结构有序性增加, 使其产生弱阻尼碳碳键相干振动, 即拉曼活性极大增加, 碳碳键散射截面极大幅度提高, 其和频倍频拉曼光谱强度很强. 紫外-可见吸收光谱带变窄.     

不同退火温度对ZnO:In薄膜的结构及光电特性影响

在室温条件下采用射频磁控溅射法在石英衬底上制备了高质量的ZnO:In薄膜。并且研究了不同退火温度对ZnO:In薄膜的结构、光电性能的影响,结果显示薄膜的晶粒大小随着退火温度的升高而增大,同时薄膜的载流子浓度随着退火温度的升高而降低,薄膜光学带隙也随着退火温度的升高而减小,第一性原理计算结果表明间隙锌原子在ZnO:In薄膜中的迁移势垒为0.90eV。间隙锌原子的受热溢出是薄膜光学带隙减小和载流子浓度降低的主要原因。     

Synthesis of the CuInSe2 thin film for solar cells using the electrodeposition technique and Taguchi method

The Taguchi method was used to obtain the optimum electrodeposition parameters for the synthesis of the CuInSe₂ thin film for solar cells. The parameters consist of annealing temperature, current density, CuCl₂ concentration, FeCl₃ concentration, H₂SeO₃ concentration, TEA amount, pH value, and deposition time. The experiments were carried out according to an L₁₈(2137) table An X-ray diffractometer (XRD) and a scanning electron microscope (SEM) were respectively used to analyze the phases and observe the microstructure and the grain size of the CuInSe₂ film before and after annealing treatment. The results showed that the CuInSe₂ phase was deposited with a preferred plane (112) parallel to the substrate surface. The optimum parameters are as follows: current density, 7 mA/cm 2 ; CuCl₂ concentration, 10 mM; FeCl₃ concentration, 50 mM; H₂SeO₃ concentration, 15 mM; TEA amount, 0 mL; pH value, 1.65; deposition time, 10 min; and annealing temperature, 500℃.     

H2O2/O3高级氧化工艺控制黄河水中溴酸盐生成

为了解决高溴黄河水臭氧化过程中溴酸盐(BrO-3)生成问题,在连续实验装置中,采用H2O2/O3高级氧化技术(AOPs)技术,研究臭氧(O3)、过氧化氢(H2O2)质量浓度以及水力停留时间(HRT)对黄河水BrO3-生成控制的影响。研究结果表明:H2O2的投加能够有效促进O3消耗;当O3质量浓度为2.9～4.3mg/L时,单独臭氧化过程中,BrO-3生成量为13～50μg/L,均超标,投加H2O2能够有效抑制BrO3-的产生,其抑制效果与H2O2/O3的摩尔比有关,当H2O2/O3摩尔比为1.5时,控制效果最佳,当O3质量浓度低于3.72mg/L时,在此比例时可将BrO-3浓度控制在10μg/L以下,达到现行的饮用水标准;BrO3-生成量与HRT成正比;当O3质量浓度较高时,可通过适当减少HRT控制出水BrO-3浓度。H2O2/O3高级氧化工艺对有机物的去除具有强化作用,出水UV254去除率可达50%以上。     

TiO2双层薄膜电极与背反射共构DSSC制备及表征

提出并设计制备了一种新型的染料敏化太阳能电池(DSSC)的结构.该结构是在DSSC的光阳极上通过丝网印刷技术制备由尺寸不同的纳晶粒子构成的双层纳米晶TiO2薄膜,并在DSSC对电极的背面置放一层镀银反光膜.采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线电子衍射仪(XRD)等手段分析了双层纳米晶TiO2薄膜的结构和形貌.通过实验,获得了双层纳米晶TiO2薄膜的最佳膜厚,分析了镀银反光膜的反光率.研究结果表明:在AM15、光强100mW/cm2的模拟太阳光下测试,这种新型结构的开路电压、短路电流、填充因子分别为075V,1117mA/cm2和0523;光电转换效率达到438%,比相同条件下传统的三明治型结构提高了241%.     

Effect of SiO2 addition on the dielectric properties and microstructure of BaTiO3-based ceramics in reducing sintering

The effect of SiO₂ doping on the sintering behavior, microstructure, and dielectric properties of BaTiO₃-based ceramics has been investigated. Silica was added to the BaTiO₃-based powder prepared by the solid state method with 0.075mol%, 0.15mol%, and 0.3mol%, respectively. The SiO₂-doped BaTiO₃-based ceramic with high density and uniform grain size were obtained, which were sintered in reducing atmosphere. A scanning electron microscope, X-ray diffraction, and LCR meter were used to determine the microstructure as well as the dielectric properties. SiO₂ can form a liquid phase belonging to the ternary system of BaO-TiO₂-SiO₂, leading to the formation of BaTiO₃ ceramics with high density at a lower sintering temperature. The SiO₂-doped BaTiO₃-based ceramics can be sintered to a theoretical density higher than 95% at 1220℃ with a soaking time of 2 h. The dielectric constants of the sample with 0.15mol% SiO₂ addition sintered at 1220℃ is about 9000. Doping with a small amount of silica can improve the sintering and dielectric properties of BaTiO₃-based ceramics.     

基于混合PSO优化的LSSVM锅炉烟气含氧量预测控制

烟气含氧量是影响火电厂锅炉运行安全性和经济性的一个重要因素,影响锅炉烟气含氧量的因素多面复杂,对烟气含氧量特性进行建模与控制是实现锅炉正常运行的基础.借助现场运行数据,根据锅炉烟气含氧量的特性,建立基于最小二乘支持向量机(LSSVM)的锅炉烟气含氧量预测模型.在此基础上结合全局寻优的混合粒子群算法(PSO),对锅炉烟气含氧量进行控制.仿真结果表明:该方法能够比较准确地列火电厂锅炉烟气含氧量进行测量和控制,为锅炉燃烧系统的闭环控制与优化运行提供了新的手段.