Co与Nd共掺杂锶铁氧体SrFe_(12)O_(19)的电子及磁性性质的第一性原理计算

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法对未掺杂的锶铁氧体SrFe_(12)O_(19)、Co掺杂SrFe_(12)O_(19)及Co与Nd共掺杂SrFe_(12)O_(19)的晶体结构、电子性质及磁性性质进行了计算.结果表明:未掺杂的SrFe_(12)O_(19)晶体为半导体,体系中Fe原子表现为高自旋态,2a、2b、12k晶位Fe原子的磁矩与4f1、4f2晶位Fe原子的磁矩反平行排列,总磁矩为40μB;Co掺杂SrFe_(12)O_(19)后体系表现出金属性,Co与Fe原子均表现出高自旋态,Co原子磁矩为2.5μB,Fe原子磁矩为3.58μB,总磁矩为34μB;Co与Nd共掺杂SrFe_(12)O_(19)后Fe原子表现为高自旋态,磁矩为3.55μB,Nd原子被局域为高自旋态,磁矩为3μB,Co原子表现为低自旋态,体系总磁矩为62μB,掺杂后体系磁性明显增强.     

Co掺杂锶铁氧体SrFe_(12)O_(19)磁性机理的理论研究

采用第一性原理方法研究了Co掺杂锶铁氧体SrFe_(12)O_(19)的磁性机理.对未掺杂和掺杂后体系的基态能量、电子结构、态密度进行了计算分析.计算结果表明预测的未掺杂的SrFe_(12)O_(19)呈现出亚铁磁性,Fe原子2a、2b、12k晶位的磁矩与4f1、4F2晶位的磁矩反平行排列;Co在SrFe_(12)O_(19)中优先占据2a晶位,并能够有效增强SrFe_(12)O_(19)的磁性.     

3d过渡金属掺杂II-IV-V_2黄铜矿半导体的电磁性质

利用自旋局域密度泛函的第一性原理对3d过渡金属(TM=V、Cr、Mn、Fe、Co和N i)掺杂的II-IV-V2(CdGeP2和ZnGeP2)黄铜矿半导体进行系统计算.结果发现:V-、Cr-和N i-掺杂的CdGeP2和ZnGeP2将出现铁磁状态(FM),而Mn-、Fe-以及Co-掺杂的CdGeP2和ZnGeP2将出现反铁磁状态(AFM).     

Zn:Fe:LiNbO_3晶体体全息存储性能的研究

用提拉法生长了不同生长了两种(Zn]/[Fe]的Zn:Fe:LiNbO3晶体(Zn(3mol%),Fe(0.03%)LiNbO3和Zn(6mol%)Fe(0.03%)LiNbO3)),通过对晶体的衍射效率、响应时间、擦除时间以及抗光致散射能力等体全息存储性能的测试,发现通过选择适当的掺杂离子、掺杂浓度可以调节晶体的体全息存储性能.     

立方尖晶石Li（Fe0．1Mn1．9）O4电子结构的穆斯堡尔谱研究

通过对Fe掺杂的尖晶石材料Li(Fe0.1Mn1.9)O4的穆斯堡尔谱研究,得出了不同温度下的同质异能移(IS)和四极劈裂(QS).由同质异能移可知Fe在八面体中处于三价高自旋态,低温时样品的离子性较强.根据晶体场理论,得出能隙随QS而增大,表明Jahn-Teller畸变增大,说明低温下FMn 3d电子去局域化,使化合物离子性增强,与IS所得结论一致.     

四面体掺杂镁铝尖晶石（Mg_（0.5）M_（0.5）Al_2O_4）光学性质的理论计算

采用密度泛函理论对四面体掺杂的镁铝尖晶石的电子和光学性质进行了理论计算.研究结果发现,随Mn,Fe,Co的原子序数的增大,掺杂晶体上（下）自旋最高价带到杂质能级的间隙减小,掺杂离子和氧的积分强度增加;掺杂晶体的起吸收边均发生红移,在近红外区锰掺杂出现一个额外吸收带;铁、钴掺杂有两个额外吸收带,与实验结果一致.     

溴碘化银T-颗粒晶体中的电子和空穴行为研究

利用Wagner极化法研究了掺杂K4[Fe(CN)6]浅电子陷阱掺杂剂的溴碘化银T-颗粒晶体的电子电导率和空穴电导率,并与未掺杂的晶体样品进行对比,分别考察了实验温度、掺杂剂用量、掺杂位置等因素对实验结果的影响.结果表明,随掺杂剂用量的增加,晶体的电子电导率和空穴电导率都相应增加,这说明浅电子陷阱掺杂剂的掺杂有效地抑制了电子和空穴的复合.但其抑制作用却因掺杂位置的不同而不同,当掺杂量一定,掺杂剂掺在碘区附近时,晶体的电子电导率和空穴电导率的变化较明显.随着实验温度的增加,乳剂晶体的电子电导率和空穴电导率都下降.     

凝胶燃烧法制备镍掺杂氧化锌及其光致发光性能

采用凝胶燃烧法制备了粒径为100 nm~300 nm 的 Zn1-xNixO (x=0,0.01,0.02,0.03,0.04)纳米粉末.使用 SEM、 XRD、荧光分光光度计对产物的结构、形貌及光学性能进行表征.研究结果表明,氧化锌中镍的最大掺杂量为 x=0.03,超出以后会析出氧化镍晶体.随着镍掺杂量的增加,镍掺杂氧化锌的紫外吸收限发生红移,能带宽度逐渐降低,紫外光区的吸收减弱而可见光区的吸收增强;镍掺杂氧化锌发射光谱发射峰强度减弱、宽化,并出现一些新的发射峰     

Sm、Nd、Co掺杂对锶铁氧体SrFe_(12)O_(19)电子结构和磁性性能的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法,结合广义梯度近似(GGA+U)研究锶铁氧体SrFe_(12)O_(19)、SmSrFe_(23)CoO_(38)、Sm_2Fe_(23)CoO_(38)、SrNdFe_(23)CoO_(38)和Nd_2Fe_(23)CoO_(38)的晶体结构、电子性质及磁性性质.结果表明:SrNdFe_(23)CoO_(38)和Nd_2Fe_(23)CoO_(38)晶格常数a,b均比未掺杂时的晶格常数略大,晶格常数c均比未掺杂时的晶格常数c略小;SmSrFe_(23)CoO_(38)和Sm_2Fe_(23)CoO_(38)晶格常数a,b,c均比未掺杂时的晶格常数略小.Sm掺杂对体系的磁矩几乎没有影响,掺杂后形成的SmSrFe_(23)CoO_(38)、Sm_2Fe_(23)CoO_(38)晶体磁矩分为37.981 9μB和38.973 4μB.掺杂后形成Nd_2Fe_(23)CoO_(38)的磁矩明显小于未掺杂时SrFe_(12)O_(19)的磁矩,其值为31.962 4μB,掺杂前后Nd磁矩均为0;而Nd掺杂后形成SrNdFe_(23)Co_(38)的磁矩为51μB,掺杂后体系磁性明显增强,其中Fe表现为高自旋态,磁矩为4.1μB,Co也表现为高自旋态,磁矩为3.9μB,Nd掺杂前没有磁矩,掺杂后被局域为高自旋态,磁矩高达4.95μB.     

FenO（n=3～13）团簇稳定结构和电磁特性的DFT计算

基于密度泛函理论,采用广义梯度近似下的交换关联泛函PW91和双数值极化函数基组DNP,对氧原子掺杂的铁团簇FenO（n=3～13）的稳定性和电磁特性进行了研究.相比于纯铁团簇Fen（n=3～13）,氧原子的掺入提高了团簇的结构稳定性和化学惰性;铁氧团簇的结合能随着原子数的增加而增加,除Fe10O外,团簇中氧原子的位置总是位于团簇的表面;通过计算FenO结合能的二阶差分发现,Fe6O,Fe9O,Fe11O团簇是相对稳定的幻数团簇,氧原子的加入使团簇的幻数发生了改变.在FenO团簇中总磁距与氧原子电荷转移的多少有关,当n＞7后,电荷转移量增加,磁距也随之增大.     

Pd(Pt)掺杂Ni-Mn-Sn合金诱导的中间马氏体转变和交换偏置效应增强

研究了Pd(Pt)掺杂对Ni_(50)Mn_(36)Sn_(14)T_x(T=Pd,Pt)合金的相变和交换偏置效应的影响.研究表明,通过掺杂Pd(Pt)使Ni_(50-x)Mn_(36)Sn_(14)T_x(T=Pd,Pt)产生一定的负化学压力可以诱导中间马氏体转变.随着施加磁场的增强,中间马氏体相变减弱甚至被抑制;同时,当进一步增加Pd(Pt)的含量(x=3对Pd;x=2对Pt),中间马氏体转变同样消失.另外一个有趣的结果是,随着Pd(Pt)含量的增加交换偏置效应逐渐增强,这可能是由于Pd(Pt)原子比Ni具有更强的自旋轨道耦合所产生.     

Mg和碱金属元素Li、Na共掺杂ZnO薄膜的物性研究

采用溶胶凝胶法制备了Li-Mg、Na-Mg共掺杂的ZnO薄膜,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和光致发光(PL)分别研究了薄膜的表面形貌、结构特性和发光性质.结果表明:Mg的掺杂促进了薄膜的C轴取向生长,Na-Mg共掺ZnO薄膜的结晶性优于Li-Mg共掺样品.随着Mg掺杂的增加,晶面距变大,禁带变宽,但Na-Mg和Li-Mg共掺杂中Mg对禁带宽度的调控力度小于仅有Mg掺杂的情况.Na-Mg、Li-Mg共掺导致ZnO薄膜在460 nm处出现-深能级蓝绿发光带,在403 nm处出现从导带底向浅受主能级跃迁产生的紫色发光峰,此外在355 nm、375 nm处出现两个对应于激子第一、二能级的复合发光紫外发射峰.     

Fe、Ir掺杂单层MoS2的构型及电子结构的第一性原理研究

采用密度泛函理论方法对MoS2完整表面、吸附式掺杂和替换掺杂缺陷MoS2表面(Fe-MoS2、Ir-MoS2)的构型、电子结构进行了研究.结果表明:通过比较Fe、Ir原子吸附的吸附能,发现Ir比Fe在表面的吸附性更强,且在Mo原子的上方吸附最强,电子态密度分析说明了在Z方向上,Mo原子的4dyz、4dz2、4dxz轨道...     

Fe^3＋掺杂TiO2可见光催化降解酸性红的研究

研究了在可见光条件下,用实验室合成的Fe3＋掺杂TiO2为催化剂催化降解酸性红染料,重点考察了Fe3＋的掺杂量、Fe3＋掺杂TiO2为催化剂的添加量、酸性红溶液的初始浓度、溶液pH值、光照时间对降解率的影响.实验结果表明,Fe3＋掺杂比为1.5%、催化剂用量为1.5 g/L、pH为2.0、质量浓度为40 mg/L的酸性红100 mL,用白炽灯光照降解酸性红30 min,酸性红降解率可达98.45%.     

铁离子表面掺杂锐钛矿TiO_2(001)面的第一性原理研究

基于周期性密度泛函理论,本文研究了Fe吸附于锐钛矿TiO2(001)面、替位掺杂表面Ti位,以及在横向晶隙和纵向晶隙内部掺杂的晶体结构变化及形成能,讨论了对应的能带结构及态密度的变化。为与表面氧空位进行对比,计算了氧空位存在条件下的能带结构及态密度。通过形成能的比较发现:Fe在吸附于晶体表面并向体内迁移时,倾向于掺杂在晶体表面晶隙位置。通过对电子结构及态密度的分析发现:Fe在晶体表面晶隙掺杂较表面氧空位掺杂更有利于TiO2光催化氧化效率的提高。     

Mn掺杂对铁酸铋薄膜漏电流和铁电性能的影响

采用溶胶凝胶的化学溶液沉积法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了不同浓度(0,0.05,0.1 at.%)的Mn掺杂铁酸铋薄膜.薄膜晶体结构的X射线衍射结果显示不同浓度掺杂的薄膜平均晶粒尺寸相差并不大,而薄膜的漏电流分析则表明5%Mn掺杂的铁酸铋薄膜比未掺杂和10%Mn掺杂的薄膜漏电流要小.此外,通过薄膜的铁电性能测试发现5%Mn掺杂的铁酸铋薄膜比未掺杂和10%Mn掺杂的薄膜的铁电性能也要好.根据缺陷化学理论,由氧空位的电荷补偿引起的Fe离子和Mn离子价态变化是产生这一结果的主要原因.     

Si基生长B掺杂ZnO纳米结构及ZnO掺杂应用

通过水热法将不同浓度的硼掺入氧化锌中,对掺杂样品的形成原理和晶格结构进行了分析.引用硼(B)源以水热的方法掺杂到氧化锌(ZnO)纳米棒中,通过扫描电镜(SEM)观察,掺杂后ZnO纳米棒直径发生明显变化.用X射线衍射法(XRD)进行分析,发现随着B掺杂浓度的增加,表现出多晶体和六方纤锌矿结构的ZnO的取向发生了变化,XR...     

钼基焦绿石结构Sm2Mo2O7的掺杂效应

实验研究了掺杂对钼基焦绿石结构的Sm2-xSrxMo2O7(0.2≤x≤0.6)的磁性质和热性质的影响.实验结果表明,Sm2-xSrxMo2O7(0.2≤x≤0.6)依然具有铁磁性,但随掺杂浓度x的增加,饱和磁化强度逐渐减少,而热扩散率逐渐增加.该现象产生的原因是由于Sr离子的掺杂引起了Sm2Mo2O7结构的变化所引起的.     

自旋半导体纳米热电材料器件的高自旋极化电流

借助第一性原理设计了一种可以产生高自旋极化电流的自旋热电装置.该装置是由有源极(B掺杂后的石墨烯纳米带)、漏极(石墨烯纳米带)以及中间区域(碳原子链)构成.对比未掺杂情况,自旋向上的电流在高温区域可以提高100倍,同时自旋极化率可增强至接近1.而且自旋流在高温区域可以大于电荷流,其主要原因归结于掺杂后该装置表现为自旋半导体性质.     

关于灰绿色物质特点及呈色机理的微观分析

Fe(OH):制备实验中出现的灰绿色物质一直是化学实验教学的难点问题之一,现从微观的角度研究了灰绿色物质的成因以及呈色机理,给出了Fe(OH):制备实验中出现的现象的微观解释.