ZnO/ZnS核壳结构纳米线的电子结构与光学性质

基于密度泛函理论的第一性原理,研究了纤锌矿型ZnS纳米线和ZnO/ZnS核壳结构纳米线的能带结构、电子态密度与光学性质.结果表明:相对于ZnS纳米线,ZnO/ZnS核壳结构纳米线的最小禁带宽度变窄,主要原因可能是ZnO/ZnS核壳结构纳米线中Zn原子的4s和3p态电子占据了导带底的部分能级.通过分析光学性质发现:ZnO/ZnS核壳结构纳米线的吸收波长向长波方向扩展,且在长波方向出现新的吸收峰,与最小禁带宽度变窄的现象一致.     

三硒化二铟纳米线的尺寸依赖性光电导研究

利用气-液-固(VLS)生长机理合成出高质量的单晶三硒化二铟(In_2Se_3)纳米线,所合成的In_2Se_3纳米线的直径分布在20～200 nm范围内,长度为几十微米.采用标准的微纳加工工艺,成功构建了基于单根In_2Se_3纳米线的器件,其器件结构为电阻型结构.经过对一系列具有不同直径大小的In_2Se_3纳米器件的光电导性能研究,该类器件的光电导性能表现出明显的尺寸依赖性,为构建基于In_2Se_3纳米线的高效光探测器提供了关键的实验和理论依据.     

Cu纳米线弛豫结构和电子性质

在广义梯度近似下,利用密度泛函理论框架下的第一原理投影缀加波赝势方法,研究了横截面为3×3、5×5、7×7、9×9和11×11原子层Cu纳米线的弛豫结构和电子性质.结果表明,5种尺寸纳米线的弛豫结构仍然有四重对称性.纳米线表面外近邻原子的消失一方面使表面原子间以及表面原子与它们的第一近邻原子间的相互作用增强,另一方面使表面原子的大多数电子位于占据态的高能量区域.     

钠纳米线的结构与电子特性

将密度泛函理论基础上的第一性原理计算同经验分子动力学模拟相结合系统的考察了晶状和螺旋两类典型钠纳米线的结构特征和输运性质.对纳米线的力学和热学稳定性分析表明,螺旋线的综合稳定性优于晶状线.而根据量子电导的计算,纳米线的电导总体上随着线径的增大而增加,并且晶状线比螺旋线具有更多的电导通道.     

过渡金属掺杂ZnO纳米线结构、电子性质和磁性质

本文采用密度泛函理论系统地研究了过渡金属原子Co和Ni单掺杂和双掺杂ZnO纳米线的结构、电子性质和磁性质.所有掺杂纳米线的束缚能都为负值,表明掺杂过程是放热的. Co原子趋于占据纳米线中间位置,而Ni原子趋于占据纳米线表面位置.所有掺杂纳米线能隙都小于纯纳米线能隙,并显示出直接带隙半导体特性.纳米线的总磁矩主要来源于磁性原子的贡献. Co掺杂纳米线出现了铁磁和反铁磁两种耦合状态;而Ni掺杂纳米线出现了铁磁、反铁磁和顺磁三种耦合状态.     

掺杂和应变对硅纳米线电子结构与光学性质的调制影响

为了研究掺杂和应变对[111]晶向硅纳米线的电子结构与光学性质的调制影响,基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(general gradient approximation,GGA),采用第一性原理方法开展了相关计算。能带计算表明：空位掺杂和元素掺杂均引入杂质能级,形成了N型和P型半导体材料。单轴应变则进一步减小了带隙,增强了掺杂硅纳米线的导电性,但由于应变也修饰了费米面附近能级的形貌,能带曲率突变影响了体系的导电性能。光学性质计算表明：相比于空位掺杂,元素掺杂更有效地改变了SiNWs的介电函数、吸收系数、折射率与反射率等光学参数,而单轴应变则削弱了元素掺杂的影响。拉应变提升了光吸收的范围和强度,尤其是可见光波段,使掺杂硅纳米线成为优质光伏材料,压应变则降低了对紫外光波段的吸收效率。在紫外区域,拉应变和压应变对掺杂硅纳米线的折射率与反射率的影响相反,在红外和可见光区域影响则一致。本文研究结果为基于应变和掺杂硅纳米线的光电器件设计与应用提供一定的理论参考。     

ZnS/ZnO核壳结构纳米线的电子结构与光学性质研究

基于第一性原理的密度泛函理论计算,研究了ZnS/ZnO核壳结构纳米线和ZnS纳米线的电子结构和光学性质.结果表明,两者都属于直接带隙半导体.同时,相对于ZnS纳米线,ZnO/ZnS核壳结构纳米线的最小禁带宽度变窄,其带隙变窄的主要原因可能是由于ZnS/ZnO核壳结构纳米线中O原子的2p态电子在价带顶参与杂化引起的.此外,通过对光学性质的分析发现ZnS/ZnO核壳结构纳米线的吸收波长出现红移,与ZnS/ZnO核壳结构纳米线最小禁带宽度变窄的现象相一致.     

多金属氧酸盐纳米线的制备表征及独特性质

在适当表面活性剂存在下，利用低温固相反应首次制备多金属氧酸盐纳米线，并用红外、透射电镜、X射线粉末衍射等手段进行表征。结果表明纳米线长为1－2μm，平均直径为20nm。此外多金属氧酸盐纳米线还具备其他一维纳米材料所不具有的特殊表面形貌。     

钛酸钠纳米线的合成和结构

利用TiO2粉末和NaOH水溶液在175~240℃水热反应得到了具有层状结构的钛酸钠纳米线。研究了原料比例和反应温度的影响。利用X射线粉末衍射、电子显微术和X射线能量色散谱等结构分析手段研究了纳米线的微观结构。观察到纳米线内部存在大量畴界和缺陷。发现上述钛酸钠纳米线的结构与任何已知结构都不相同,初步标定为单斜结构,单胞参数为a=2.15nm,b=0.377nm,c=1.28nm,β=103.5°。进一步用上述纳米线和KOH溶液水热反应合成了钛酸钾(K2Ti8O17)纳米线。     

钛酸钠纳米线的合成和结构

利用TiO₂粉末和NaOH水溶液在175℃～240℃水热反应得到了具有层状结构的钛酸钠纳米线。研究了原料比例和反应温度的影响。利用X射线粉末衍射、电子显微术和X射线能量色散谱等结构分析手段研究了纳米线的微观结构。观察到纳米线内部存在大量畴界和缺陷。发现上述钛酸钠纳米线的结构与任何已知结构都不相同,初步标定为单斜结构,单胞参数为a=2.15nm, b=0.377nm, c=1.28nm, β=103.5°。进一步用上述纳米线和KOH溶液水热反应合成了钛酸钾(K₂Ti₈O₁₇)纳米线。     

Si纳米线的气-液-固生长与结构表征

以Au膜作金属催化剂、SiH4作为源气体,基于气-液-固(VLS)生长机制在n-Si(111)单晶衬底上制备出了Si纳米线.利用扫描电子显微镜对样品进行了结构表征,Si纳米线的直径为20～200 nm、长度为数微米到数十微米,X射线能量损失谱分析表明所制备的Si纳米线中含有少量的Au元素.讨论了生长温度、SiH_4流量、Au膜层厚度和生长时间对Si纳米线的形成与结构的影响.     

Si纳米线的Au催化固-液-固生长与结构表征

为:Au膜层厚度为5～10 nm,温度为1 100 ℃,N2气流量为1.5 L/min.     

立方ScN、GaN的结构和高温热力学性质的第一性原理研究

通过第一性原理计算了ScN和GaN立方氯化钠相的结构、声子及高温热力学性质;并采用超胞方法计算声子态密度,通过准谐近似计算得到了ScN和GaN的热膨胀系数、热熔及熵值随温度的变化关系,所得结果与现有实验值符合较好.     

硅、锰合金元素含量对TRIP结构钢力学性能的影响

在不含Ｃｒ,Ｎｉ的Ｓｉ Ｍｎ结构钢中,因残余奥氏体的应变诱导相变和相变诱发塑性,可得到良好的强度与塑性配合的综合性能·通过对二种成分Ｓｉ ＭｎＴＲＩＰ钢力学性能的比较及其组织分析,探讨了ＴＲＩＰ效应提高结构钢力学性能的机理·结果表明,含有一定Ｍｎ合金元素的ＴＲＩＰ结构钢,当Ｓｉ含量小于２０％时,含Ｓｉ量愈高,其力学性能愈好·     

W原子链的结构稳定性和电子性质

使用基于密度泛函理论的第一原理平面波赝势法,研究了W原子链的结构稳定性和电子结构性质.计算表明:W原子可以形成线性链、平面之字型、二聚化以及梯子型等一系列的一维链式结构.之字型结构最稳定,其他结构为亚稳定.通过对计算所得的电子结构的讨论,发现这种现象与Peierls畸变有关,同时还讨论了这些结构的相对稳定性以及各链式结构的电子能带、态密度和电荷密度等.     

Y含量对Mg-Zn-Y非晶合金性能的影响

通过铜模铸造法和熔融纺丝技术合成了具有生物医学应用性能的可生物降解Mg-Zn-Y非晶合金（MGs）。在体外研究了钇（Y）含量对Mg基非晶合金的形成、热稳定性、硬度、耐腐蚀性和细胞相容性的影响。通过细胞毒性测试（MTT）、凋亡测试和细胞骨架染色测定的结果发现,Mg-Zn-Y非晶合金具有良好的生物相容性,可以作为可生物降解材料。     

Nanosize Effects on Structural and Electrlcal Properties of Conjugated Polymer Nanowires

1 Introduction Conjugated polymer nanofibers (nanowires,nanotubes,nanorods) are promising as building-blocks for many applications,such as bio- and chemical sensors and drug release,field emission or electrochromic displays,nanodevices,and nano OLEDs.Understanding the mechanisms responsible for their unique electrical,optical and electrochemical properties is thus a foremost point.Here,we report for the first time on a systematic study with the diameter of the electrical properties in Poly(3,4-ethylened...     

Ti对Al2O3／Ni复合材料相界面润湿及力学性能的影响

以无压烧结方式制备了Ａｌ２Ｏ３／２０％Ｎｉ（Ｔｉ）（体积分数）复合材料．通过分析Ｔｉ元素的分布状态，研究了Ｔｉ添加剂对Ａｌ２Ｏ３／２０％Ｎｉ复合材料相界面润湿及力学性能的影响规律．结果表明，Ｔｉ元素集中分布在Ａｌ２Ｏ３／Ｎｉ相界面附近，并通过促进相界面润湿，强化相界面结合而显著改善复合材料的力学性能．实验成分范围内，随Ｔｉ含量增加，三点弯曲强度提高，而断裂韧性在３％Ｔｉ（质量百分数）时具有最大值，为６．２ＭＰａｍ１２．断口形貌分析表明，复合材料的增韧机理为桥接机理     

中等尺寸ZnSe团簇结构稳定性和电子性质研究

文章研究了中等尺寸的(ZnSe)n(n=24,28,36,48)团簇的结构稳定性和电子性质.通过手工搭建和从体材料中切割得到团簇构型,并参考了其它Ⅱ-Ⅳ族团簇的一些低能结构,使用DMol软件包进行结构优化和能量计算.研究结果表明,中等尺寸的(ZnSe)n团簇,当n=24,28和36时,笼状和管状结构的能量最低;当n=48时,纤锌矿(WZ)体材料结构的能量最低;笼状结构、管状结构具有相对较大的HOMO-LUMO能隙,而洋葱结构和WZ体材料结构的能隙相对较小.