理论研究半金属TiB2的电子结构和光学特性

为了系统地分析半金属TiB₂的能带结构及光学特性,采用密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,计算分析了TiB₂的电子结构及光学特性。能带结构表明TiB₂具有直接带隙宽度为0.388 eV的半金属材料,在费米能级附近,态密度的价带主要由Ti的3p价电子和B的2p价电子起作用,导带由Ti的3d价电子起主要贡献。从获得的光学特性参数发现在光子能量为0.73 eV处,Ti的4s3p和B的2p电子发生共振,复介电函数的峰值主要出现在低能区,材料对紫外光的最大吸收系数为4.03×10⁵cm^-1。本研究得到的光学特性参数在光电子器件、微电子和紫外探测器等制作方面有着较好的参考作用。     

Zn掺杂MoS2的构型、电子结构及电催化析氢性能的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法对二硫化钼(MoS₂)完整表面和不同掺杂浓度下过渡金属Zn原子掺杂MoS₂表面(Zn-MoS₂)的构型、电子结构及其电催化析氢性能进行了研究.研究结果表明:与MoS₂完整表面相比,Zn掺杂单层MoS₂的氢吸附吉布斯自由能(-0.09 eV)明显减小,接近理想值(约0 eV),表现出优异的析氢催化反应性能.电子结构研究结果表明:Zn掺杂MoS₂表面后,体系费米能级附近出现了Zn-3d轨道的带隙态,这表明有效调控了MoS₂催化材料的电子结构.在费米能级附近还出现了与Zn原子相邻的S原子的3p轨道的新电子态,可有效增强S-3p轨道和H-1s轨道的重叠,从而提高吸附氢的性能、优化电催化析氢性能.进一步对不同Zn掺杂浓度下Zn-MoS₂体系的研究结果表明提高Zn掺杂浓度仍能保持优异的电催化析氢反应性能.该文通过引入不同Zn掺杂浓度的方法,对MoS₂电催化剂的电子结构进行调...     

Mg掺杂硅团簇MgSin(n=1~10)的结构和电子性质研究

运用杂化密度泛函B3LYP理论方法,在6-311+G(d,p)基组水平上对MgSin(n=1~10)多种低能异构体进行优化,获得了各个尺寸下团簇的最低能量结构,并研究MgSin(n=1~10)的结构特点和电子性质.结果表明单个镁原子掺杂硅可得到稳定的二元掺杂团簇.     

P6团簇能级分布及其热力学性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)B 3LYP方法,在6-311G(d)基组水平下,对P6团簇的8种异构体进行了优化,并对它们的几何构型、能级分布和热力学性质进行了分析,讨论了最高占据轨道(HOM O)与最低空轨道(LUM O)之间的能级间隙(Eg),分析了团簇的化学活性.最后求得结构c热力学性质与温度的关系.     

8-羟基喹啉有机体系电子光谱及二阶非线性光学性质的理论比较研究

运用INDO／CI和NDDO方法，计算并比较了8－羟基喹啉（QH）分子及其衍生物MQH，CNQH的电子光谱，计算结果和实验吻合。在正确的光谱计算基础上，用INDO／CI－SOS公式计算核系列分子的二阶非线性光学系数βijk和βμ，考察了分子电子结构对βμ的影响。     

C60-P-苯并咪唑衍生物分子结构和电子光谱的理论研究

用半经验AMl法研究了C60-P-苯并咪唑衍生物的分子轨道、电荷分布和几何构型,计算结果显示：分子（1）具有较低的跃迁能,LUMO轨道分布在C60上,电荷从取代基向C60转移,预测（1）可能在基态下产生长寿命的电荷分离态。     

卤素取代螺旋共轭化合物的电子光谱和二阶非线性光学性质的理论研究

采用量子化学INDO/ CI方法研究了卤素取代螺旋共轭化合物的电子光谱.在此基础上,用完全态求和公式(SOS)计算了各化合物的二阶非线性光学系数.通过比较发现在不同位置引入不同卤素,UV/ Vis光谱特征峰有所改变,并保持了螺旋共轭化合物原有的高透明特性.左侧取代的化合物的二阶非线性光学系数增大,右侧取代的化合物的β值则减小.通过计算提供了一种新的提高二阶非线性光学系数的方法.     

Theoretical investigation of Ag_n@(ZnS)_(42)(n=6-16) using first principles:Structural,electronic and optical properties

Ag@ZnS nanoparticles display enhanced photocatalytic efficiency and good photoelectric properties compared to their single-component counterparts in the process of forming a core-shell structure using an Ag cluster as the inner core of a ZnS outer shell.In this study,first-principles calculations were used to investigate the structural,electronic,and optical properties of Ag_n@(ZnS)_(42)(n=6-16)core-shell nanocomposites.The calculated results show significant even-odd oscillations in the structural stability,that is,Ag@ZnS nanostructures with an even number of Ag_n core atoms are relatively more stable than those with an odd number of core atoms.The secondorder differences in the total energies(Δ_2E)and the core-shell interaction energy E_(cs) indicate that a Ag_(12)@(ZnS)_(42)nanostructure is the most stable configuration.A significant red shift was found in Ag_n@(ZnS)_(42)nanoparticles in the absorption spectrum compared with a(ZnS)_(48) nanostructure,which is likely attributed to the strong electron interactions between the Ag core and the ZnS shell.     

An electrochemical impedance spectroscopic study of the electronic and ionic transport properties of LiCoO2 cathode

The storage behavior and process of the first delithiation-lithiation of LiCoO2 cathode were investigated by electrochemical impedance spectroscopy(EIS). The electronic and ionic transport properties of LiCoO2 cathode along with variation of electrode potential were obtained in 1 mol·L?1 LiPF6-EC:DMC:DEC electrolyte solution. It was found that after 9 h storage of the LiCoO2 cathode in electrolyte solu-tions,a new arc appears in the medium frequency range in Nyquist plots of EIS,which increases with increasing the storage time. In the charge/discharge processes,the diameter of the new arc is reversi-bly changed with electrode potential. Such variation coincides well with the electrode potential de-pendence of electronic conductivity of the LiCoO2. Thus this new EIS feature is attributed to the change of electronic conductivity of LixCoO2 during storage of the LiCoO2 cathode in electrolyte solutions,as well as in processes of intercalation-deintercalationtion of lithium ions. It has been revealed that the reversible increase and decrease of the resistance of SEI film in charge-discharge processes can be also ascribed to the variation of electronic conductance of active materials of the LiCoO2 cathode.     

GaN/ZnO固溶体电子结构与光学性质的第一性原理研究

GaN/ZnO固溶体具有良好的光催化活性。为研究不同ZnO物质的量对GaN/ZnO固溶体能带结构和光吸收性能的影响,构建了一系列GaN/ZnO固溶体的随机原子结构模型。基于密度泛函理论计算不同ZnO物质的量对GaN/ZnO固溶体模型电子结构和光学性质的影响。研究结果表明： ZnO/GaN固溶体形成能与结合能均为负值,结构稳定。随着ZnO物质的量的增加,固溶体的带隙先呈现下降趋势,最后呈现小幅上升趋势。对于ZnO物质的量分数在13.89%至22.22%的GaN/ZnO固溶体,可以观察到光吸收峰强度在可见光区各个波长范围内均有较强吸收。通过研究不同ZnO物质的量对GaN/ZnO固溶体能带结构和光吸收性能的影响,为GaN/ZnO固溶体光催化材料的设计与制备提供了理论参考。     

La掺杂YB6的电子结构与光学性能的第一性原理研究

为了探究掺杂对材料光学性能的影响,采用基于密度泛函理论的第一性原理的平面波赝势方法研究313 K时YB6、La0.125Y0.875B6、La0.250Y0.750B6的电子结构、能带结构和光学性能。结果表明,La替换Y原子掺杂YB6使总态密度和能带结构能量下降,随着YB6中La掺杂量增加至25%时,材料会明显降低对近红外线的反射率和吸收系数,反而增加透过性。     

正交相铌酸钾( KNbO3)电子能带结构以及介电和铁电性能的第一性原理研究

利用基于密度泛函(DFT)的第一性原理,计算正交相KNbO3的电子能带结构、复介电频谱图和自发极化,得到KNbO3电子能带结构、介电常数以及自发极化,同时得到Nb、O、K各原子之间的成键关系,以及它们在电子能带结构、介电常数和铁电性能中的不同作用,并从理论上分析其介电常数随频率变化以及铁电性能产生的原因.