掺镍镁铝尖晶石电子和光学性质的理论计算

采用密度泛函理论的平面波赝势方法（PW—USP）和广义梯度近似（GGA）,对替代式0．086％摩尔浓度掺杂的镁铝尖晶石（Ni：MgAl2O4）的电子和光学性质进行了计算．研究结果表明掺镍镁铝尖晶石是具有2．94eV的窄带隙半导体材料．镍掺杂具有使镁铝尖晶石在费米面附近产生杂质能级,导致光学带隙明显减小的特殊作用．通过分析掺杂晶体的光学性质发现,由于杂质镍的引入,使得可见光及近红外光谱区的吸收明显增强,而这归因于镍3d电子t2g和eg轨道间的d-d跃迁,结果与实验符合较好．     

稀土金属Yb掺杂MgF2电子结构和光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理平面波超软赝势方法,研究稀土金属Yb掺杂MgF2晶体的几何结构、电子结构和光学性质。发现Yb掺杂螈凡晶体在导带底出现杂质能带,且掺杂后晶体在108．67nm和323．8nm两处出现较强的吸收峰,该结果与实验吻合较好。另外,通过分析得出Yb掺入扩大了F-s态且使F-s态与P态发生重叠Mg易晶体掺杂后的优越性能主要源于Yb4f-5d态之间的跃迁,该机理与过渡金属掺杂有本质的不同。     

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.     

InVO4电子结构和光学性质的第一性原理研究

基于密度泛涵理论的全势线性缀加平面波(FP-LAPW)方法计算光催化材料InVO4的电子结构和光学常数.电子结构计算表明:InVO4价带顶由O-2p、V-3d和In-3d轨道电子杂化构成,导带底则是V-3d和In-5s空轨道组成的杂化带.光学常数计算表明:光吸收强度曲线在4.2 eV处的突出峰源于价带顶的O-2p电子向...     

C掺杂β-Si3N4的电子结构和光学性质

运用密度泛函平面波赝势方法（PWP）和广义梯度近似（GGA）,对替代式C掺杂β-Si3N4的超晶胞电子结构进行了模拟计算,分析了β-Si3N4：C的电子结构和光学性质．对C掺杂前后电子结构的异同以及价键的一些性质进行了对比分析发现,由于C的掺杂,价带宽度展宽,导带宽度和禁带宽度均变窄;态密度出现了几个新的峰,平均峰值有所减小．通过对比分析光吸收系数发现,相对于β—Si3N4的光吸收系数,β-Si3N4：C的吸收系数有所降低,并且向长波方向移动,100nm处的吸收峰向长波方向移动约11．8nm．     

C掺杂TiO2电子结构和光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了C元素掺杂TiO2晶体的几何结构、电子结构和光学性质。通过对比发现,由于C原子的掺入,体系的禁带宽度减小。结合态密度进行分析,给出了禁带宽度减小的主要物理机制,并给出了掺杂后材料的光学性质,提出了C掺杂TiO2体系在光学元器件方面的潜在应用。     

N掺杂钛酸锶的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势计算方法,研究了N掺杂SrTiO3体系的几何结构和电子结构．通过分析N位于不同掺杂位置的SrTiO3晶格几何结构和电子态密度的变化发现：N掺杂SrTiO3使得其晶格结构发生畸变,但是N杂质原子位于不同掺杂位置导致其最近邻原子的相对位置变化存在明显差异;N掺杂SrTiO3不仅导致其费米能级进入到价带中,而且使得其光学带隙窄化,从而提高了其光吸收性能．但是,位于不同掺杂位置的N杂质原子2P态电子对N掺杂SrTiO3体系整体电子结构变化的贡献作用明显不同,从而导致其光学带隙窄化程度存在明显差异．     

SnO2电子结构及其光学特性的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算了金红石结构SnO2的电子结构和光学特性.在不同的截断能下优化SnO2晶胞得:Ecut取380 eV最合适,此时a=b=0.490 0 nm,c=0.328 5nm,Eg=1.258 eV.通过分析其复介电函数、反射谱、吸收谱以及损失函数等谱线的峰值,可知这些峰值与电子在价带导带间的跃迁有关.计算的光学特性与能带结构态密度吻合很好,为SnO2在光电领域的设计与应用提供了理论依据.     

CdS电子结构与光学性质的第一性原理计算

基于密度泛函理论,利用超软赝势平面波方法对CdS的电子结构和光学性质进行了第一性原理计算.结算结果表明CdS的直接节隙为1.158eV,价带主要由Cd的4d与S的3s、3p态电子构成,导带主要是Cd的5s态与S的3p电子构成;静态介电常数ε1(0)=6.929;折射率n0=2 632;吸收系数最大峰值为252420 cm-1.     

载流子掺杂对钛酸铕(EuTiO_3)电子结构和磁结构的影响研究

利用第一性原理计算方法,研究了载流子掺杂的EuTiO_3的电子结构和磁结构.研究结果表明电子掺杂会导致EuTiO_3由G类反铁磁体转变为巡游铁磁体。其主要原因是来自费米面附近Ti 3d态的负自旋极化率和O 2p轨道调制驱动的Eu离子磁矩铁磁交换作用的增强;空穴掺杂的EuTiO_3表现出半金属性质,Eu 4f轨道较强的交换劈裂能是其半金属存在的原因.     

Hydrogenation properties of mechanically milled Mg2Nio.8Cr0.2-CoO/Al2O3 composites

Mg2Ni0.8Cr0.2-x wt.% CoO/Al2O3 (x=0.5, 1, 2 and 3) composites were prepared by mechanically milling sintered Mg2Ni0.8Cr0.2 alloy and CoO/Al2O3 compound for 45 h. The addition of CoO/Al2O3 compound resulted in the good kinetics properties of hydriding/dehydriding reaction of the composites. The composite with 1.0 wt.% CoO/Al2O3 catalyst could reach the maximum hydrogen absorption capacity (2.9 wt.%) within 5 min at 393 K under H2 pressure of 4 MPa, and can desorb rapidly at 493 K. The decomposition and synthesis of hydrogen molecule on Mg2Ni0.8Cr0.2 alloy surface was promoted by addition of CoO/Al2O3 catalyst. In addition, the formation of metallic Ni particles, strain and defects during the ball milling process also resulted in the improved hydrogenation performance of Mg2Ni-based alloys.     

Hydrogenation properties of mechanically milled Mg2Ni0.8Cr0.2-CoO／Al2O3 composites

INTRODUCTION Mg-based alloys are considered as potentialcandidates for hydrogen storage materials because oftheir large hydrogen capacity (Reilly and Wiswall,1968; Pedersen and Larsen, 1993). However, asMg-based alloys desorb hydrogen at temperatureshigher than 600 K, they are not applicable to practicaluse. Many researches have studied to improve hy-driding/dehydriding kinetics and to lower the workingtemperature (Wang et al., 2002; Tsushio et al., 1998;Spassov and K?ster, 1998; Orim…     

SnO_2电子结构及其光学特性的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算了金红石结构SnO2的电子结构和光学特性.在不同的截断能下优化SnO2晶胞得：Ecut取380eV最合适,此时a=b=0.4900nm,c=0.3285nm,Eg=1.258eV.通过分析其复介电函数、反射谱、吸收谱以及损失函数等谱线的峰值,可知这些峰值与电子在价带导带间的跃迁有关.计算的光学特性与能带结构态密度吻合很好,为SnO2在光电领域的设计与应用提供了理论依据.     

Nb,Fe单原子掺杂单层MoSe2电子结构及光学性质的理论研究

文章基于密度泛函理论,研究了本征及Nb,Fe单原子掺杂单层MoSe₂的电子结构及光学性质。计算发现,本征单层MoSe₂和Nb-MoSe₂为直接带隙半导体,Fe-MoSe₂为间接带隙结构;Fe-MoSe₂较本征单层MoSe₂导电性大大提高,实现了由半导体向半金属的过渡。由态密度分析得出了本征及Nb,Fe单原子掺杂单层MoSe₂能量状态主要由Mo 4d,Se 4p轨道电子所贡献的结论,并对各原子掺杂体系轨道电子的能量贡献和掺杂类型做了探讨。此外,还详细分析了费米能级附近的自旋态密度、杂质带、磁性之间的联系。光学性质方面,比较了本征单层MoSe₂与各掺杂体系的复介电常数和光吸收系数,在红外光区Fe-MoSe₂的吸收系数高于本征单层MoSe₂。本征单层MoSe₂的光吸收系数为9.69×10⁴ cm^-1,是区域最大吸收峰。上述研究表明,通过对单层MoSe₂的Nb,Fe掺杂可使电子输运特性得到了增强,为高活性自旋电子和光电子器件设计和研究开辟了新的前景。     

海水为镁源的鸟粪石结晶法回收氮磷的研究

鸟粪石结晶法(MgNH4PO4·6H2O,MAP)回收废水中氮磷的研究越来越受到关注。由于废水中镁的含量相对于氮和磷低,因此通常需要添加镁盐。利用海水作为低成本镁源,考察了pH、Mg/P和N/P摩尔比、反应时间及杂离子对氮磷回收率和鸟粪石纯度的影响。结果显示,鸟粪石形成速度快,10min内就能完成。当3种构晶离子摩尔比[Mg^2+]:[NH^4+]:[PO43^-]为1.4:1.0:1.1,pH为9.5时,氮磷回收率分别为88.4%和96.9%。对合成鸟粪石进行了化学成分和XRD分析,海水合成鸟粪石的纯度为83.19%,与MgCl2作为镁源相当。     

溅射法在不同O2／Ar比例下制备HfO2薄膜

作为一种性能稳定的绝缘体,HfO2在电子、光学以及能量相关的领域中有着重要的应用。在本工作中,我们使用反应溅射方法在不同O2／Ar比例下制备了HfO2薄膜。XRD结果显示,O2／At比例并不能明显的影响样品的结构。通过Debye—Schener公式估计,样品由纳米晶粒组成。在O2／Ar比例为0．06（功率12W）时制备的样品最接近化学配比。在可见光区域,样品具有很好的透光率,T〉85％。明显的吸收发生在波长小于220nm时。通过Tauc公式可以估算出,样品的带隙在5．051到5．547eV范围内变化。     

硅化镁的电子结构与热力学性质

利用密度泛函理论的赝势平面波方法对 Mg2Si 晶体的结构进行了几何优化,在优化的基础上对电子结构、弹性常数与热力学性质进行了第一性原理计算．结果得到 Mg2Si 是一种带隙为 0.2846eV 的间接带隙半导体;其导带主要以 Mg 的 3p、3s 与Si 的 3p 态电子构成;弹性常量 C11= 114.39GPa、C12= 22.45GPa、C44= 42.78GPa;零温度与零压下的德拜温度为 676.4K．运用线性响应方法确定了声子色散关系,得到 Mg2Si 的等容热容、德拜温度、焓、自由能、熵等热力学函数随温度变化的关系．