表面超晶格在电场下的子带结构和带间光跃迁

本文着重研究了表面超晶格，即二维调制电子气在外加电场下的子能带结构．计算结果表明，对于本文研究的一种特殊构型的表面超晶格，由外加调制结构引起的子能带带隙，态密度和与子能带带间光跃迁相联系的光学吸收峰都会随着电场的变化而发生显著的变化．     

硼/磷掺杂单壁碳纳米管电子结构的第一性原理计算

利用第一性原理电子结构计算方法,基于密度函数理论(DFT),研究了硼(B)/磷(P)掺杂单壁碳纳米管.有无外电场时的总能量,Mayer键级,能带结构和态密度被计算.结果表明有电场时B/P掺杂单壁碳纳米管比无电场时更稳定.B/P掺杂单壁碳纳米管有特殊的能带结构,非常不同于B/N掺杂碳纳米管;由于硼/磷掺杂打破了单壁碳纳米管的对称结构,使得金属型碳纳米管被转换为半导体型.B/P掺杂单壁碳纳米管中的成键方式被详细研究.     

模糊数列关于序β几乎理想λr-统计收敛和强几乎理想λr-收敛

基于理想统计收敛的新途径,构建了λ_r-统计收敛和几乎统计收敛的框架,分别定义了模糊数列关于序β几乎理想λ_r-统计收敛和强几乎理想λ_r-收敛,给出了模糊数列几乎理想λ_r-统计收敛而非统计收敛的具体算例,说明了新定义的理想统计收敛条件更弱、范围更广.并研究了两种收敛的相关性质.同时,讨论了模糊数列空间■_β(M,r,λ)和空间■_β(λ),■_β(M,r,λ)之间的包含关系,得到了更为广泛的模糊数列理想统计收敛和强理想收敛的数列空间.     

表面修饰调控锑烯SbX(X＝－CN，－NC)的电子结构与光学性质

利用密度泛函理论(DFT)第一性原理平面波超软赝势方法,计算单层锑烯,腈基(－CN)和异腈基(－NC)表面吸附单层锑烯的晶体结构, 电子结构和光学性质.计算结果显示：经过修饰后,锑烯的buckled值变小,转变为准平面结构.同时,本征、－CN修饰、－NC修饰、－CN和－NC同时修饰锑烯均具有很好的稳定性,具备实验合成的可能性.电子结构的分析表明,－CN或－NC修饰的锑烯呈现狄拉克材料特性,而用－CN和－NC同时修饰时则转变为直接带隙半导体,带隙为0.024 eV,且能带结构具有较好的线性色散.光学性质表明,修饰后的锑烯的吸收边发生红移,对红外光及可见光的吸收效果增强,这表明其在纳米光电子器件和太阳能电池等领域中具有潜在的应用前景.     

β12硼烯纳米带的结构和电子性质

采用第一性原理计算考察β₁₂硼烯纳米带(BNRs)的结构和电子性质. 结果表明: 不同宽度、 不同切割方向的BNRs均具有金属性, 且BNRs的稳定性随宽度的增加而增加; 用H原子钝化BNRs边界顶点的B原子, 多数BNRs呈金属性, 少数BNRs呈半导体性.     

β12硼烯纳米带的结构和电子性质

采用第一性原理计算考察β₁₂硼烯纳米带(BNRs)的结构和电子性质. 结果表明: 不同宽度、 不同切割方向的BNRs均具有金属性, 且BNRs的稳定性随宽度的增加而增加; 用H原子钝化BNRs边界顶点的B原子, 多数BNRs呈金属性, 少数BNRs呈半导体性.     

等离子体吸收边对多层膜磁光克尔效应的影响

通过分析由光诱致的电荷密度涨落对铁磁／非磁性金属多层膜非磁性层中费米面附近电子的交换劈裂能的影响，对ＮＭ层金属附加磁光克尔效应的频谱特性进行了理论推导和定量计算，证明ＦＭ／ＮＭ多层膜在其ＮＭ层的等离子体吸收边附近确定可能存在磁光克尔谱的增强，并讨论了有些样品没有出现这种增强峰的原因。     

The Influence of the Plasma Absorbing Edge on the Magneto Optic Kerr Effect in Multilayer Metallic Films

通过分析由光诱致的电荷密度涨落对铁磁／非磁性（ＦＭ／ＮＭ）金属多层膜非磁性层中费米面附近电子的交换劈裂能的影响，对ＮＭ层金属附加磁光克尔效应的频谱特性进行了理论推导和定量计算，证明ＦＭ／ＮＭ多层膜在其ＮＭ层的等离子体吸收边附近确实可能存在磁光克尔谱的增强，并讨论了有些样品没有出现这种增强峰的原因．     

环糊精包埋方酰胺衍生物基化学探针的制备及其阴离子识别

制备了新型β-环糊精包埋方酰胺衍生物SA（1,2,3,8-四氢环丁[b]喹喔啉-1,2-二酮）的化学探针,用于I-和NO₂-的选择性识别.利用紫外-可见吸收光谱考察了包合物与F-、Cl-、Br-、I-、PF₆-、SO₄2-、CO₃2-、NO₃-、NO₂-的相互作用.结果表明,I-和NO₂-的存在下包合物溶液的紫外-可见吸收光谱分别在262和365 nm处吸收强度显著增强出现特征吸收峰,揭示了探针对I-和NO₂-具有较好的定性选择识别,并通过滴定试验分别对I-和NO₂-进行了定量分析.      

常压下Se和Te电子结构和弹性性质的第一性原理计算

利用基于密度泛函的第一性原理, 计算ⅥA族元素Se和Te在常压下的能带结构、 电子态密度、 弹性系数和德拜温度. 能带结构和电子态密度的计算结果表明: Se为间接带隙半导体,  Se费米面附近的导带和价带主要来自外层4p⁴电子的贡献, 4s²电子对费米面附近的导带和价带贡献较少; Te为直接带隙半导体, Te费米面附近的导带和价带主要来自外层5p⁴电子的贡献, 5s²电子对费米面附近的导带和价带贡献较少.  弹性系数计算结果表明: 常压下具有六角结构的Se和Te的力学性质稳定;  其德拜温度分别为263 K和315 K.      

R(Fe,M)12的间隙原子效应研究

利用中子衍射,磁测量和Linear-muffin-tin-orbital (LMTO)能带结构计算研究了间隙氮原子对R(Fe, M)₁₂金属间化合物的结构和磁性的影响。系统地分析了间隙原子效应,并解释了间隙原子效应的起因和机理。     

单层含硫空位MoS2光伏效应的第一性原理研究

基于非平衡态格林函数——密度泛函理论，采用第一性原理研究方法，对单层含硫空位MoS₂的光伏效应进行了研究.利用能带图和联合态密度分析单层含硫空位MoS₂的光响应函数.结果表明:对于单层含硫空位的MoS₂，线偏光电流效应不明显，而圆偏光电流效应比较明显.计算模拟了随偏振角(相位角)变化的光响应函数，计算结果符合唯象理论.单层含硫空位的MoS₂可被应用于新型电子和光电子器件中，为进一步认识单层硫空位MoS₂的光电流效应提供了新的理论基础.     

四元混晶InGaAsP应变量子阱在组分调制下的能带转型

采用模型固体理论,在计入晶格失配造成的应变效应的情况下,计算了In1-xGaxAsyP1-y/InGaAsP单量子阱中电子和空穴的能带.结果表明:通过调整混晶组分,可以方便地调制能带结构,实现能带转型; 当阱由单层变为多层时,通过控制组分可使势阱由方阱变为抛物阱.     

Mg-Si合金系B81-型合金基因浓度及性质的研究

以Mg-Si合金系为例,根据合金基因理论和中心配位原子模型,推导密排六方(HCP)结构B8₁-型合金基因浓度的表达式。计算B8₁-型有序合金的基因浓度随Si的原子数分数(x_Si)和有序度(σ)的变化,阐明B8₁-型有序合金的基因浓度随x_Si和σ的变化特征。计算B8₁-型有序合金和无序Mg₍(1-x))Si_x合金随x_Si的变化特征。研究结果表明：与无序合金相比,B8₁-型有序合金的参数如结合能等变化更大,因此,有序化可提高Mg-Si合金的抗压强度;s和p轨道上的共价电子数(分别为n_s和n_p)随Si的原子数分数的增加而增多,当x_Si>0.4时反而减少;共价电子数增多有利于提高Mg-Si合金的抗腐蚀强度,这为智能化制备高强轻质Mg合金指明了方向。     

β-Ga_2O_3电子结构、光学性质及激子效应研究

基于自洽的准粒子近似(GW近似)和求解Bethe-Salpete方程的多体微扰方法,准确计算了β-Ga_2O_3的电子结构、光学性质以及激子效应。准确绘制出了β-Ga_2O_3的第一布里渊区,确定了布里渊区高对称点及高对称点路径。基于GW方法修正计算了能带结构,计算得到的能带带隙为4.67 eV,与实验的结果比较吻合。计算得到了Γ点能带的电子有效质量,它们几乎是各向同性的,其值在0.27m_e和0.28m_e之间。包含激子效应的光学性质计算结果表明β-Ga_2O_3材料中的激子效应非常明显,主导了它的光学性质。还计算出了激子束缚能,及最大吸收峰位置与强度。     

丁基钠黄药浮选斑铜矿的吸附热力学和动力学研究

研究了斑铜矿的浮选行为，并通过吸附量测试、红外光谱、吸附动力学及热力学计算研究丁基钠黄药(简称NaBX)在斑铜矿表面的吸附机理.斑铜矿在pH为5~9时可浮性较好，药剂在矿物表面的吸附属Freundlich模型的多分子层吸附;当 pH 为12时可浮性差，属于Lamgmuir模型的单分层吸附.NaBX在矿物表面吸附符合二阶动力学方程，是自发进行的化学吸附过程，通过热力学计算得出pH 为9时的吸附反应比pH为12时更容易发生.红外光谱测试表明，当pH为5~9时NaBX在斑铜矿表面的吸附产物为Cu(BX)₂，Fe(BX)₃和(BX)₂，而当pH为12时的吸附产物为Cu(BX)₂.     

交换场和非共振光对单层MoS2能带结构的调控

基于紧束缚近似下的低能有效哈密顿模型,研究了外部磁近邻交换场和非共振圆偏振光对单层二硫化钼（MoS₂）电子能带结构的调控.研究结果表明,磁近邻交换场能有效调控导带和价带的自旋劈裂,单层MoS₂ K谷附近能隙随着非共振圆偏振光引起的有效能的增大而增大,K′谷附近能隙随着非共振圆偏振光引起的有效能的增大先减小后增大,实现半导体-金属-半导体转变.因而,可以利用磁近邻交换场和非共振圆偏振光将单层MoS₂调制成自旋和光电特性优异的新带隙材料.     

有机-无机杂化钙钛矿(C4H9NH3)2PbBr4的第一原理计算研究

采用基于密度泛函理论的第一原理计算方法研究了二维(C_4H_9NH_3)_2PbBr_4单层结构的晶体结构和电子结构特性;通过进一步分析其化学成键和轨道特性,研究了光吸收性质.此外,还研究了外加垂直电场对其电子结构的影响,结果表明这种材料存在明显的电场驱动能隙调制效应,半导体能隙在外电场大于0.45 V/A时关闭.     

外加电场和磁场对外尔半金属能带结构的调控

基于紧束缚近似下的低能有效哈密顿模型，研究了外加电场、外加磁场及同时外加电场和磁场对外尔半金属电子能带结构的调控作用.结果表明，仅在正向(负向)电场作用下，随着电场强度的不断增大，体系的外尔点逐渐向布里渊区边界(布里渊区中心)移动，当电场强度增大到一定程度时，可以实现半金属向半导体或绝缘体的转变；仅在外加磁场作用下，外尔半金属可以形成分立的朗道能级，n=0子带不随着磁长度的增加而变化，n=1和n=2子带随着磁长度的增加不断向费米能级靠近，且相同指标导带和价带间的能隙不断减小；在保持磁长度不变的条件下，体系的外尔点随着外加正向(负向)电场强度的增大逐渐向布里渊区边界(布里渊区中心)移动，在适当的外加电场作用下，n=0子带由部分占据的价带变为第一导带或完全占据的第一价带，实现半金属向半导体或绝缘体的转变.     

氧吸附硅烯的纳米结构的第一性原理

类石墨烯二维材料硅烯拥有与石墨烯(graphene)相似的性质.基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,通过计算模拟探讨了氧吸附对硅烯(silicene)纳米结构的性能影响.研究发现,氧吸附在硅烯后,硅烯在电子结构上改变了能带带隙,呈现半导体性质,对silicene单层纳米结构的实验研究具有理论指导意义和参考价值,同时在电子自旋器件的设计以及实践方面也具有潜在应用价值.