C40富勒烯分子的电子结构与传输特性研究

本文采用密度泛涵理论对富勒烯C₄₀分子进行了结构优化,得到了稳定构型,然后构建了以金原子面为电极的电子输运模型.使用非平衡格林函数方法对构建的电子输运模型进行了电子输运性质的计算,得到了电子透射谱和伏安曲线,并分析了分子器件产生电子输运性质的原因.研究结果发现:C₄₀富勒烯的化学活性明显强于富勒烯C₆₀和C₃₂分子,在一些分子能级处,该分子为一个良导体.     

C50富勒烯分子的电子结构与传输特性研究

本文构建了Au原子面为电极的富勒烯C₅₀分子的电子输运模型,使用非平衡格林函数方对构建的以Au原子面为电极的C₅₀分子的电子输运模型进行了电子传输性质的计算.通过计算得出了电子透射谱、电导曲线和电流电压曲线,分析了此分子器件产生电子输运性质的原因.研究计算结果发现:C₅₀分子具有量子器件的开关特性,并具有明显的半导体特征.     

C20F20分子电子输运性质的第一性原理研究

利用第一性原理密度泛函理论和非平衡格林函数方法研究了C₂₀F₂₀分子的电子输运性质. 计算得到了C₂₀F₂₀分子的平衡电导为0385 G₀ 其I-V曲线表现出较好的线性特性. 在有限偏压范围内具有较稳定的电导值, 可以用于制备稳恒电阻分子器件. 关键词： 20F₂₀分子')" href="#">C₂₀F₂₀分子 电子输运 分子器件     

富勒烯C20分子器件的电子结构和传导特性

运用基于密度泛函理论和基于非平衡格林函数的第一性原理方法研究了富勒烯C₂₀分子及连接电极构成的C₂₀分子器件的电子结构及电子输运性质.构建了三个基于C₂₀分子的嵌入K和Si原子的电子输运系统,并得到了电子透射谱和分子轨道分布.分析了三种器件的电子结构和输运性质的产生原因,说明C₂₀分子器件的电子传导主要集中在外壳.在C₂₀分子空笼中嵌入K和Si原子后,其电子输运仍然主要集中于富勒烯C₂₀的外壳. 关键词： 20分子')" href="#">富勒烯C₂₀分子 电子结构 电子传导     

Si4团簇电子输运性质的第一性原理计算

采用密度泛函理论和非平衡格林函数相结合的方法对Si₄ 团簇与Au(100)电极空位相连的纳米结点的电子输运性质进行了理论模拟计算, 得到了纳米结点在不同距离下的几何结构、电子结构、电导、透射谱、电荷转移量; 讨论了当距离d_z=12.004 Å时纳米结点的电导、电流随电压的变化关系. 关键词： 密度泛函理论 非平衡格林函数 4团簇')" href="#">Si₄团簇 电子输运     

Na掺杂对C20H20分子的电子输运性质影响

利用第一性原理密度泛函理论和非平衡格林函数方法研究了Na@C₂₀H₂₀分子的电子输运性质. 计算结果显示它的I-V曲线在偏圧 V范围内表现出了较好的线性特性, 出现了明显的负微分电阻现象, 并得到其平衡电导为0.0101G₀. 通过与Li@C₂₀H₂₀分子对比分析, 发现掺杂Na不仅能提高C₂₀H₂₀分子的电子输运能力, 而且 关键词： 20H₂₀分子')" href="#">Na@C₂₀H₂₀分子 电子输运 负微分电阻     

分子结点电子输运性质的理论研究

采用基于密度泛函理论的非平衡态格林函数方法,研究了Pt-H₂微结点在平衡态和低偏压下的电子输运行为,考察了电极-分子耦合形貌对结点输运性质的影响,并采用费曼路径概念从结点局域轨道出发分析了其输运特性. 发现H₂分子的反键轨道可以参与结点的低偏压电子输运,偏压可以通过改变系统局域分子轨道来影响其输运性质. 关键词： 分子结点 电子输运 非平衡态格林函数方法 透射谱     

(GaAs)n(n=1-4)原子链电子输运性质的理论计算

本文利用密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法, 对 (GaAs)_n(n=1-4)直线原子链与Au(100)-3×3两半无限电极耦合构成Au-(GaAs)_n-Au纳米结点的电子输运性质进行了第一性原理计算. 在各结点拉伸过程中, 对其结构进行了优化, 得到各结点稳定平衡结构时Ga-As的平均键长分别为0.220, 0.224, 0.223, 0.223 nm, 平衡电导分别为2.328G₀, 1.167G₀, 0.639G₀, 1.237G₀; 通过对结点投影态密度的计算, 发现电子传输主要是通过Ga, As原子中p_x与p_y电子轨道相互作用形成的π键进行的. 在0-2 V的电压范围内, 对于(GaAs)_n(n=1-3)的原子链的电流随电压增大而增大, I-V曲线呈线性关系, 表现出类似金属导电行为; 对于(GaAs)₄原子链在0.6-0.7 V, 0.8-0.9 V的电压范围内却存在负微分电阻现象.     

锂离子电池正极材料Li2FeSiO4的电子结构与输运特性

采用基于密度泛函理论第一性原理方法, 研究了对称性为Pmn2₁的正交结构聚阴离子型硅酸盐Li₂FeSiO₄及其相关脱锂相LiFeSiO₄的电子结构, 并进一步采用玻尔兹曼理论对其输运性质进行计算. 电荷密度分析表明, 由于强Si–O共价键的存在使Li₂FeSiO₄晶体结构在嵌脱锂过程中始终保持稳定, 体积变化率只有2.7%. 能带结构与态密度计算结果表明, 费米能级附近的电子结构主要受Fe-d轨道中电子的影响, Li₂FeSiO₄ 的带隙宽度明显小于LiFeSiO₄, 说明前者的电子输运能力优于后者. 输运性质计算表明, 电导率在300–800 K时对温度的变化并不敏感, 同时也证明了Li₂FeSiO₄晶体的电导率大于LiFeSiO₄晶体, 与能带和态密度分析结论一致.     

超冷铯(60D5/2)2 Rydberg分子的双色光缔合光谱

本文主要从理论和实验上研究超冷铯（60D_5/2）₂ Rydberg分子的双色光缔合光谱.数值计算了铯60D_5/2 Rydberg原子对态的长程电多极相互作用和（60D_5/2）₂ Rydberg分子的绝热势能曲线,获得了（60D_5/2）₂ Rydberg分子的势阱深度和平衡间距.实验上利用双色光缔合超冷铯原子的方法制备了（60D_5/2）₂ Rydberg分子.其中,第一色激光（pulse-A）双光子共振激发种子Rydberg原子A;第二色激光（pulse-B,失谐于分子的束缚能）共振激发第二个Rydberg原子B,原子A与B由分子势阱束缚形成超冷（60D_5/2）₂ Rydberg分子.由脉冲场电离探测技术获得Rydberg分子的光缔合光谱,测量的Rydberg分子的势阱深度与理论计算结果相一致.     

Luminescence and OSL study of the inorganic compounds Tl-doped (NH4)2BeF4 and (NH4)2SiF6

The search of materials with efficient optically stimulated luminescence (OSL) properties and a high hydrogen content for fast neutron dosimetry has led to the development of Tl⁺-doped ammonium salts (NH₄)₂SiF₆ and (NH₄)₂BeF₄. Preliminary OSL studies have shown that the OSL in (NH₄)₂SiF₆:Tl⁺ and (NH₄)₂BeF₄:Tl⁺is efficient. In order to optimise the OSL emission and its detection, the identification of the luminescent centres in the OSL process is necessary. This study focuses on the identification of the luminescent centres associated with Tl⁺ based on optical studies in the vacuum UV (VUV) at different temperatures.     

Magnetic susceptibility of (IPA)2FeCl4, (IBuA)2FeCl4 and (IPA)2CuCi4 (IPA = isopropylammonium ion and IBuA = isobutylammonium ion)

The magnetic susceptibility of (IPA)₂FeCl₄, (IBuA)₂FeCl₄ and (IPA)₂CuCl₄, where IPA = (CH₃)₂CHNH⁺₃ and IBuA = (CH₃)₂CHCH₂NH⁺₃, were measured in the temperature range form 80 K up to a temperature near the melting points of the samples. The results obtained were interpreted in termw of a canted two-dimensional antiferromagnet. The variation of the magnetic susceptibility with the change in the composition was also discussed.     

(NH4)2SO4，NH4NO3和(NH4)2SO4/NH4NO3混合气溶胶吸湿质量增长因子的快速测量方法

气溶胶颗粒的吸湿性决定了其尺寸、浓度、化学组成以及相态,从而显著影响着全球气候、大气异相化学以及人类健康。运用在线、原位、连续扫描衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）技术, 结合线性湿度（RH）控制系统,实现了RH连续变化条件下气溶胶FTIR-ATR光谱的快速测量。根据水弯曲振动谱带（~1 640 cm-1）峰面积随RH的变化,得到了(NH₄)₂SO₄,NH₄NO₃和(NH₄)₂SO₄/NH₄NO₃混合气溶胶的质量增长因子（MGFs）、潮解点（DRH）和风化点（ERH）。与气溶胶的E-AIM模型预测值相比较,实验结果表现出良好的一致性,证实该方法是一种测量大气气溶胶MGFs,ERH和DRH的快速测量方法。     

Scanning tunneling and atomic force microscopy study of the misfit layer compounds (LaS)1.14(NbS2)n (n=1, 2) and [(Pb,Sb)S)]1.14NbS2

The misfit layer compounds (LaS)_1.14(NbS₂)_n (n=1, 2) and [(Pb,Sb)S]_1.14NbS₂ were examined by scanning tunneling microscopy (STM) and atomic force microscopy (AFM). In these compounds the NaCl-type double MS (M=La, Pb, Sb) layers (Q layers) alternate with the NbS₂ layers (H layers) made up of NbS₆ trigonal prisms. It was possible to record AFM and STM images for only the H layers for (LaS)_1.14(NbS₂)_n, but for both the H- and Q-layers for [(Pb,Sb)S]_1.14NbS₂. Partial and total electron density plots of the H and Q layers were calculated to interpret the observed STM and AFM images. The bright spots in the STM and AFM images of the H layer correspond to S atoms, and those of the Q layer to Pb and Sb atoms. The STM images for the Q layers of [(Pb,Sb)S]_1.14NbS₂ suggest that a short-range ordering of the Pb and Sb atoms occurs in the (Pb,Sb)S sheets of the Q layer.     

NMR study of monomethylammonium cation in (CH3NH3)5Bi2Cl11 ferroelectric polycrystal

Spin-lattice relaxation times T₁ and T_1ρ are determined for protons in three polycrystals (CH₃NH₃)₅Bi₂Cl₁₁, (CD₃NH₃)₅Bi₂Cl₁₁ and (CH₃ND₃)₅Bi₂Cl₁₁. The temperature dependencies of the relaxation times obtained for (CH₃NH₃)₅Bi₂Cl₁₁ and (CD₃NH₃)₅Bi₂Cl₁₁ are interpreted as a result of correlated motions of the three-proton groups of the monomethylammonium cation. The minimum of the T_1ρ relaxation time is explained as a result of the oscillations of the symmetry axis of the whole cation.     

石墨烯在Al_2O_3(0001)表面生长的模拟研究

基于密度泛函理论的广义梯度近似法,对用化学气相沉积法在蓝宝石(α-Al_2O_3)(0001)表面上生长石墨烯进行理论研究.研究结果表明:CH_4在α-Al_2O_3(0001)表面上的分解是吸热过程,由CH_4完全分解出C需要较高能量及反应能垒,这些因素不利于C在衬底表面的存在.在α-Al_2O_3(0001)表面,石墨烯形核的活跃因子并不是通常认为的C原子,而是CH基团.通过CH基团在α-Al_2O_3(0001)表面上的迁移聚集首先形成能量较低的(CH)_x结构.模拟研究(CH)_x对揭示后续石墨烯的形核生长机理具有重要意义.     

Formation of luminescent (NH4)2SiF6 phase from vapour etching-based porous silicon

In this paper we describe the formation of a luminescent (NH₄)₂SiF₆ via porous silicon (PS) obtained from HNO₃/HF vapour etching (VE) silicon (Si) substrates. It was found that at specific conditions, PS transforms in a luminescent thick white powder (WP) layer. Scanning electron microscopy (SEM) revealed that the WP has a coral-like structure. It was also found that PS persists as an intermediate layer between the Si substrate and the WP, and seems to be the seed that transforms into the WP. SEM microanalysis show that the WP is essentially composed of silicon (Si), nitrogen (N) and fluorine (F). Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy investigations show that this WP contains SiF₆²⁻ and NH₄⁺ ions and N---H chemical bonds. X-ray diffraction (XRD) patterns of the WP confirm that a (NH₄)₂SiF₆ cubic phase is concerned. SEM microanalyses show an excess of Si in the WP matrix. FTIR spectroscopy and XRD analysis reveal the presence of crystalline Si particles and SiO_x, both originating from the excess of Si. The (NH₄)₂SiF₆ WP phase emits an intense photoluminescence (PL) band, shifted towards higher energies as compared to the starting PS layer. The possible origin and mechanism of the luminescence emission was discussed taking into account the ability of small SiO_x-surrounded Si particles to emit PL at rather high energy. The wide range variation of the thickness of the (NH₄)₂SiF₆ WP may be easily used for the grooving of Si wafers.     

正交相Fe2(MoO4)3的制备与表征及其负膨胀行为的第一性原理研究

采用水热合成法制备出Fe₂(MoO₄)₃样品, 并用高温X-射线衍射、热重和差示扫描量热同步热分析仪对其进行表征, 发现样品在510 ℃附近发生低温单斜相和高温正交相之间的可逆相变, 且正交相表现出负膨胀特征. 采用第一性原理计算了正交相Fe₂(MoO₄)₃ 的原子、电子结构以及声子谱、声子态密度, 并和可获得的实验结果进行了系统的比较. 结果显示正交相Fe₂(MoO₄)₃中MoO₄四面体较之FeO₆八面体具有更强的刚性. 发现最低频的光学支处具有最负的格林乃森(Grüneisen)系数, MoO₄四面体和FeO₆ 八面体相连的桥氧原子的横向振动、FeO₆八面体柔性扭曲转动以及MoO₄四面体的刚性翻转共同导致了Fe₂(MoO₄)₃负膨胀现象的发生.     

第一性原理研究O和S掺杂的石墨相氮化碳(g-C_3N_4)_6量子点电子结构和光吸收性质

利用密度泛函和含时密度泛函理论研究了氧(O)和硫(S)原子掺杂的石墨相氮化碳(g-C_3N_4)_6量子点的几何、电子结构和紫外-可见光吸收性质.结果表明:掺杂后(g-C_3N_4)_6量子点杂质原子周围的C-N键长发生了一定的改变,最高电子占据分子轨道-最低电子未占据分子轨道(HOMO-LUMO)能隙显著减小.形成能的计算表明O原子取代掺杂的(g-C_3N_4)_6量子点体系更稳定,且O原子更易取代N3位点,而S原子更易取代N8位点.模拟的紫外-可见电子吸收光谱表明,O和S原子的掺杂改善了(g-C_3N_4)_6量子点的光吸收,使其吸收范围覆盖了整个可见光区域,甚至扩展到了红外区.而且适当的杂质浓度使(g-C_3N_4)_6量子点光吸收在强度和范围上都得到明显改善.通过O和S掺杂的比较,发现二者在可见光区对(g-C_3N_4)_6量子点的光吸收有相似的影响,然而在长波长区域二者的影响有明显差异.总体而言,O掺杂要优于S掺杂对(g-C_3N_4)_6量子点光吸收的影响.