稀土金属La吸附掺杂BN纳米管储氢性能的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了稀土金属La吸附掺杂对单壁BN纳米管储氢性能的影响.通过分析计算结果得到,稀土金属La可以稳定吸附到BN纳米管上,每个La原子最多可以吸附六个氢气分子,系统的储氢量能达到4.50wt%,平均结合能为0.223eV.根据态密度图分析可知,由于La的5d、6s轨道与BN纳米管中B、N原子的2p轨道发生杂化,使得La原子与其周围的原子发生了电荷转移,带正电的La原子将会极化吸附在其周围的氢气分子,使得更多的氢气分子聚集在其周围.本文的研究对于实验上合成高性能的BN纳米管储氢材料具有一定的指导意义.     

揭开反物质的面纱

物质是由分子和原子组成,原子是由带负电的电子和带正电的原子核组成,如果由带正电的电子与带负电的原子核组成原子,那么就是反原子,由反原子就可组成反物质。宇宙间的反物质藏在哪里?它们中的绝大部分真的消失了吗?近年来科学家开始探索反物质的奥秘,一些成果的取得有助于揭开反物质神秘的面纱。     

从宏观看物质结构的统一性

众所周知,物质由分子组成,分子由原子组成,原子由原子核及核外电子组成,原子核由质子和中子组成,质子带正电,中子不带电,电子带负电,电子围绕原子核高速旋转,电子数等于核电荷数,整个原子不显电性。     

粒子束武器

正如如果果你你是是军军事事迷迷,也许知道粒子束武器。顾顾名名思思义义,这种武器射出出的的"弹弹药药"是一束束粒子。比比芝芝麻麻还还小小的的"子弹"物质由分子组成,分子又由原子组成,原子则由许多更小的粒子组成。这些粒子比芝麻还小很多,有的带正电,有的带负电,有的不带电。带正电的叫质子,带负电的叫电子,不带电的     

Au-Ag合金纳米管填充碳纳米管特性的第一性原理研究

基于密度泛函理论框架下的第一性原理计算,研究了Au-Ag合金纳米管同轴填充不同线径锯齿型(n, 0)碳纳米管所形成复合系统的稳定性、电子特性和力学性能.结果表明,内、外管间距约为4.20?的Au_xAg_(4-x)@(15, 0)复合系统为具有较大填充率的最稳定结构.能带结构分析表明,相对于自由Au-Ag合金纳米管复合系统的量子电导有所增加,电子态密度分析表明复合系统中的传导电子主要来源于内部Au原子和Ag原子的s电子以及外部C原子的p电子.相对于自由金属纳米管而言,碳纳米管的包裹使得金属纳米管的轴向拉伸临界应变和理想强度大大增加,有效地提高了其力学性能.     

介质存在时静电场分布的几个问题

在电场中放入电介质时,介质将在电场作用下被极化,因而在介质内部及表面便出现宏观电荷分布,称为极化电荷。电介质存在三种不同的极化机制,即电子极化、离子极化和取向极化。电子极化是组成介质中原子的电子云在电场作用下相对于原子核发生位移。而离子极化是组成介质分子的正负离子在电场作用下从其平衡位置发生相对位移。这种情况均在电介质中出现分子电矩,并且在介质内分子电矩的矢量和不为零。取向极化是具有固定的分子电偶极矩的一些电介质,在没有外电场作用时,因分子的热运动,介质内任一物理无限小体积内分子电偶极矩的矢量和仍为零,但在电场作用下分子电矩向电场方向转动,而在介质内分子电偶极矩的矢量和不为零。单原子的电介质只有电子极化,所有的化合物都存在离子极化和电子极化;某些化合物同时存在三种极化现象。     

一种非对称双原子分子的电子位移极化率计算模型

分析了经典的电子位移极化率的计算模型,指出了这些经典模型在计算非对称双原子分子模型时存在局限性,提出了一种针对非对称双原子分子的电子位移极化率的计算模型.该模型考虑了分子内原子偶极矩对电子位移极化的影响,推导了宏观电场与分子轴平行、垂直、呈任意夹角等典型情况下的非对称双原子分子的电子位移极化率的数学模型.根据该模型计算了六方氮化硼(h-BN)晶体的电子位移极化率,并与经典模型的计算结果进行了比较,进一步分析了所提出模型的适用范围.     

第一性原理研究锂修饰的类石墨烯碳氮纳米结构的储氢性能

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了锂修饰的类石墨烯碳氮纳米结构的储氢性能.结果表明该体系是一种理想的储氢材料,锂原子通过向衬底转移电荷而带正电,通过静电场的极化作用,每个锂原子可以吸附3个氢分子,其储氢的质量比可达11.5 wt%.氢分子的平均吸附能比较理想,可以实现在室温下可逆的储氢和放氢.     

国外科技期刊亮点

生成石墨烯纳米带新方法 “石墨烯纳米带”（GNRs）是被拉长的石墨带,厚度为一个原子,它能够随宽度的不同表现出不同的电子性能。这种可调节性使得它们比碳纳米管在某些应用中更具吸引力。2009年4月16日出版的《自然》（Nature）杂志上,两个研究团队分别报道了由碳纳米管生成GNRs的方法。     

有限长度碳纳米管的一维链模型

碳纳米管独特的电子性质使其在纳米电子器件中有很好的应用前景,而其电子性质强烈依赖于其手征性和长度,这使得研究它的有限尺寸效应有重要意义。该文采用一维线性链模型模拟有限长度扶手椅型碳纳米管的轴向边界条件,通过求解紧束缚近似下的一维线性链的本征值和本征矢,得到了碳纳米管能隙随着长度的振荡特性,并且给出了它最低未占据分子轨道和最高占据分子轨道的波函数模的平方。此方法计算得到的波函数模的平方与利用四轨道紧束缚方法计算碳纳米管体系所得的结果,在形状以及量值方面吻合得很好。证明了一维线性链模型可以描述纳米管的轴向边界条件进而给出纳米管的电子结构性质。     

有限长度碳纳米管的一维链模型

碳纳米管独特的电子性质使其在纳米电子器件中有很好的应用前景,而其电子性质强烈依赖于其手征性和长度,这使得研究它的有限尺寸效应有重要意义。该文采用一维线性链模型模拟有限长度扶手椅型碳纳米管的轴向边界条件,通过求解紧束缚近似下的一维线性链的本征值和本征矢,得到了碳纳米管能隙随着长度的振荡特性,并且给出了它最低未占据分子轨道和最高占据分子轨道的波函数模的平方。此方法计算得到的波函数模的平方与利用四轨道紧束缚方法计算碳纳米管体系所得的结果,在形状以及量值方面吻合得很好。证明了一维线性链模型可以描述纳米管的轴向边界条件进而给出纳米管的电子结构性质。     

碳纳米管和硼纳米管热膨胀性能的第一性原理研究

采用密度泛函及分子动力学理论,对碳纳米管和硼纳米管的热膨胀性能进行了研究.研究发现小管径的硼纳来管具有出较好的反膨胀性能,硼纳米管的反膨胀性能与管径的关系和碳管的结果不同.低温下,硼六边形中心的硼原子的横向振动模式可能是其反膨胀性能的主要原因.小管径的硼纳米管的反膨胀性能可以和碳纳米管的性能相比较,表明小管径的硼纳米管在反膨胀领域具有很高的应用前景.     

基本粒子与量子场简介

(一)基本粒子的名称及简单性质我们知道:早在罗蒙诺索夫时代,就已经提出了物质的分子结构学说,认为分子是保持物质性质的最小微粒。到后来进一步的研究,提出分子是由更小的微粒——原子所组成(但原子已不能保持物质之原有的性质了)。曾有相当长的一段时间,人们认为原子是物质结构中最小微粒,把原子视为不变的不可分割的最小单位。居里夫妇在十九世纪末发现有些元素能够自动地射出一些带电或中性之粒子,这说明原子是由一些更小的粒子所组成,原子是能分裂的。这一现象称之放射性现象。它的发现给了当时对原子的形而上学的看法以有力的打击。原子的不可分割的学说,从此动摇了。在进一步对于原子性质的研究的基础上,卢索福提出了原子的结构模型,原子的中部是原子核,它的特点是又重又小,由不带电的中子及带正电的质子组成,在核外有带负电的电子绕其运动。这种原子结构的模型,由现代观点看来是完全正确的。     

激光场中电子-氙原子散射

在电子入射方向平行于激光场的极化方向这种特殊的散射模式下,把二阶玻恩近似理论推广到电子与较重惰性原子-氙原子散射的过程,计算了小角度(5°～25°)情况下激光辅助电子与氙原子散射交换单光子、双光子和三光子的微分散射截面.并对计算结果进行了分析,对比电子与其它惰性原子散射过程,表明用二阶玻恩近似理论解释在激光场下电子与较重惰性原子散射也是比较成功的.     

化学教学札记两则

一、离子的极化及其对物质性质的影响离子是一种带正电荷或负电荷的原子或原子团。当它们相互远离时,每个离子的正电荷重心和负电荷重心是重合的;当它们相互靠近时,正离子吸引负离子的电子,负离子排斥正离子的电子,这样就使得离子的电子云发生了变形而产生了偶极,这种现象叫做离子的极化。     

等离子体及其应用

当能量不停地注入某物体时,其基本粒子的动能将随温度的升高不断增加,直到足以使由电子组成的原子壳因气体的分子和原子不断碰撞而破裂,释放出负电子和正离子,这一由中性的、带负电和正电的粒子组成的混合体,称为等离子体。作为物质的第四个存在形态的等离子,它在工程技术中的应用     

等离子体技术可减少环境污染

等离子体是指当任何不带电的普通气体在受到外界高能作用后(如对气体施加高能粒子轰击、激光照射、气体放电、热致电离等方法)，部分原子中电子吸收的能量超过原子电离能后脱离原子核的束缚而成为自由电子，同时原子因失去电子而成为带正电的离子，这样原中性气体因电离将转变成由大量自由电子、正电离子和部分中性原子组成的与原气体具有不同性质的     

Fe_2O_3分子与单壁碳纳米管之间相互作用的研究

文章采用密度泛函理论(DFT),研究了一个、两个Fe2O3分子在单壁碳纳米管(9,0),(10,0)和(14,0)内部的稳定结构和电子性质,获得了随着单壁碳纳米管直径的增加,结合能逐渐增大,而带隙却减小.且由于Fe2O3分子填充单壁碳纳米管内后两者之间发生了相互作用,使得电荷从单壁碳纳米管转移到了Fe2O3分子;与放入一个Fe2O3分子的单壁碳纳米管相比,放入两个Fe2O3分子时,分子和碳纳米管结合能更大,结构更稳定.     

原子空位缺陷对扶手椅形单层碳纳米管轴压屈曲性能的影响

采用分子动力学方法,分别对含单、双原子空位缺陷的扶手椅形单层碳纳米管及其完善结构进行轴向压缩的数值模拟,对比两种长度纳米管在不同温度条件下的承载性能.模拟结果表明,温度越低、碳纳米管的长度越长,完善纳米管屈曲强度的温度依赖性越显著.管壁缺陷显著降低了纳米管的承载能力,而且含缺陷碳纳米管的屈曲性能对温度变化并不敏感.     

缺陷对单层碳纳米管轴压屈曲性能的影响

采用分子动力学方法,分别对含单、双原子空位缺陷的扶手椅形单层碳纳米管及其完善结构进行轴向压缩的数值模拟,对比两种长度纳米管在不同温度下的承载性能.模拟结果表明:温度越低、碳纳米管越长,完善纳米管屈曲强度的温度依赖性越显著;管壁缺陷显著降低了单层碳纳米管的承载能力,而且含缺陷碳纳米管的屈曲性能对温度变化并不敏感.