Mg12O12纳米线掺杂3d过渡金属元素的第一性原理计算研究

基于密度泛函第一性原理计算,系统研究了Mg₁₂O₁₂笼状团簇组装一维纳米线及其掺杂3d族元素体系的几何结构与电子结构.结果表明：Mg₁₂O₁₂团簇组装一维纳米线为非磁性半导体,带隙值为3.16 eV;掺杂Sc和V后,体系由半导体转变为金属;掺杂Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu后体系仍然保持半导体特性、但带隙值明显减小,而掺杂Zn时带隙值变化不大;掺杂V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu后纳米线具有磁性.     

3d过渡金属元素掺杂Al12N12纳米线几何结构和电子性能的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,系统地研究了不同3d过渡金属元素(Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co和Ni)掺杂Al₁₂N₁₂纳米线的几何结构、稳定性和电子结构.结果表明：所有掺杂体系均是热力学稳定的;掺杂Ni时体系保留了原有的非磁性间接带隙半导体特性;当掺杂其它原子(Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co)时体系仍然保持为半导体,但带隙明显减小.掺杂过渡金属原子对于Al₁₂N₁₂纳米线的电子结构具有明显的调控作用,在能带调控和光电方面有潜在的应用前景.     

密度泛函理论研究混合团簇Al12X(X=Sc、Ti、V、Gr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn)的结构和磁性

以四种13原子高对称性(Ih、Oh、D5h、D3h)密堆积结构为初始构型,通过不等价位原子替换,利用密度泛函理论系统研究了Al12 X(X=Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn)掺杂团簇的结构及磁性.结果表明:除Al12 Cr和Al12Fe以外,其它Al12X团簇的基态结构均以Ih替换结构为主,其中前3d元素(X=Sc、Ti、V、Mn)倾向于表面位置替换,而后3d元素(X=Co、Ni、Cu、Zn)则倾向于中心位置替换;Al12 Cr和Al12Fe团簇以Oh结构的表面替换为基态结构;对多数3d元素(X=Ti、V、Cr、Fe、Co、Zn)其掺杂团簇均出现明显的近能同分异构现象;相较纯Al13团簇掺杂团簇普遍体现出磁性增强效应.     

密度泛函理论研究混合团簇Al12X(X=Sc、Ti、V、Gr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn)的结构和磁性

以四种13原子高对称性（Ih、Oh、D5h、D3h）密堆积结构为初始构型,通过不等价位原子替换,利用密度泛函理论系统研究了Al12X(X=Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn）掺杂团簇的结构及磁性．结果表明：除Al12Cr和Al12Fe以外,其它Al12X团簇的基态结构均以Ih替换结构为主,其中前3d元素(X=Sc、Ti、V、Mn)倾向于表面位置替换,而后3d元素(X=Co、Ni、Cu、Zn)则倾向于中心位置替换;Al12Cr和Al12Fe团簇以Oh结构的表面替换为基态结构;对多数3d元素(X=Ti、V、Cr、Fe、Co、Zn)其掺杂团簇均出现明显的近能同分异构现象;相较纯Al13团簇掺杂团簇普遍体现出磁性增强效应．     

Y12TM（TM=Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn）团簇的电子结构与磁性研究

基于第一性原理,在密度泛函理论框架下,用广义梯度近似(GGA)研究了二十面体Y12TM(TM=Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn)团簇的电子结构和磁性,计算了它们的束缚能(BE)、中心原子到表面原子的间距、最高占据轨道(HOMO)、最低占据轨道(LUMO)及其能隙.研究表明:Y13、Y12Sc、Y12Ti、Y12V、Y12Cr团簇的主体原子和杂质原子呈现出铁磁性作用,而Y12Mn、Y12Fe、Y12Co、Y12Ni、Y12Cu、Y12Zn团簇的主体原子和杂质原子呈现出反铁磁作用.     

3d过渡金属掺杂对Cd12O12纳米线电子和磁性能的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,系统研究了3d过渡金属元素(Sc、Ti、Cr、Mn、Co、Cu和Zn)掺杂Cd12O12纳米线的几何结构,电子结构和磁性。结果表明：所有掺杂体系均是热力学稳定的;掺杂Ti或Zn时体系保留了原有的非磁半导体特性,掺杂Mn、Co或Cu时能够实现磁性半导体态,而在掺杂Sc（Cr）时体系转变为非磁性金属态（磁性金属态）。研究结果表明,掺杂3d过渡金属元素的Cd12O12纳米线在电子、光电和自旋电子学领域具有潜在的应用价值。     

B36团簇组装一维纳米线的密度泛函研究

采用密度泛函理论计算方法系统研究了B₃₆团簇组装一维纳米线的几何结构、电子结构及稳定性.发现两种不同构型的B₃₆团簇组装纳米线静态结构能量相同,且均为动力学稳定结构,但二者电子结构明显不同:分别呈现出半金属和小带隙半导体特征.对两类纳米线的H原子吸附显示:半金属纳米线转变为半导体,而半导体纳米线仍保持为半导体,但带隙明显增大.表明H原子吸附对于B₃₆团簇组装纳米线的电子结构具有明显的调控作用.     

TM掺杂的Ⅲ-Ⅴ族稀磁半导体电磁性质的第一原理计算

使用基于自旋局域密度泛函理论的第一性原理方法对3d过渡金属(TM=V，Cr，Mn，Fe，Co和Ni)掺杂的Ⅲ-Ⅴ族半导体(GaAs和GaP)的电磁性质进行了计算.结果发现：用V，Cr和Mn掺杂时体系将出现铁磁状态，而Fe掺杂时将出现反铁磁状态，Co和Ni掺杂时，其磁性则不稳定.其中，Cr掺杂的GaAs和GaP将可能是具有较高居里温度的稀磁半导体(DMS).在这些DMS系统中，V离子的磁矩大于理论期待值，Fe，Co和Ni离子的磁矩小于理论期待值，Cr和Mn离子的磁矩与期待值的差距取决于晶体的对称性以及磁性离子的能带分布.此外，使用Si和Mn共同对Ⅲ-Ⅴ族半导体进行掺杂，将有利于DMS表现为铁磁状态，并可以使体系的T_C进一步提高. 关键词： 稀磁半导体 过渡金属 掺杂 共掺杂     

混合团簇Cu12A(A=Fe、Co、Ni)结构及能量特性的密度泛函研究

以Cu13非紧致低对称性基态结构及四种13原子高对称性(Ih、Oh、D5h、D3h)密堆积结构为初始构型,通过不等价位原子替换,利用密度泛函理论系统研究了Cu12A (A=Fe、Co、Ni)混合团簇的结构及能量特性.结果表明:Cu12 A(A=Fe、Co)团簇的基态结构均以Ih替换结构为主,且均倾向于中心位置替代的高对称性结构,而Cu12Ni团簇基态则为与Cu13类似的非紧致低对称性结构;Fe、Co、Ni三者对Cu13基态各不等价位替代结构稳定性序列基本相同,而对四种高对称性结构相应中心替代构型稳定性均高于表面替代构型(且Fe、Co均明显强于Ni);对各混合团簇基态结构均无明显同分异构现象.     

混合团簇Cu12A(A=Fe、Co、Ni)结构及能量特性的密度泛函研究

以Cu13非紧致低对称性基态结构及四种13原子高对称性（Ih、Oh、D5h、D3h）密堆积结构为初始构型，通过不等价位原子替换，利用密度泛函理论系统研究了Cu12A(A=Fe、Co、Ni）混合团簇的结构及能量特性．结果表明：Cu12A(A=Fe、Co)团簇的基态结构均以Ih替换结构为主，且均倾向于中心位置替代的高对称性结构，而Cu12Ni团簇基态则为与Cu13类似的非紧致低对称性结构；Fe、Co、Ni三者对Cu13基态各不等价位替代结构稳定性序列基本相同，而对四种高对称性结构相应中心替代构型稳定性均高于表面替代构型（且Fe、Co均明显强于Ni）；对各混合团簇基态结构均无明显同分异构现象.     

Emergence of the half-metallic performance in transition-metal doped BAs semiconductor: a first-principles study

ABSTRACT

A spin density functional study of structural, electronic and magnetic properties of BAs semiconductor doped with different transition metals is reported. Cr is favourable to dope in BAs semiconductor. Transition metal dopants increase the lattice parameters and their volumes. The net magnetisation is mainly donated from transition metal, As and B, respectively. The computations remark that the transition metals introduce the d orbitals inside host band gap. The magnetism is formed by the hybridisation between d orbitals of transition metal and p orbitals of As, called p-d hybridisation. Fe and Cu doping in BAs semiconductor become metallic. The semiconductor to dilute magnetic semiconductor transformation by doping with Cr, Mn and Co is important for exploring the possibilities of the spintronic applications. Finally, this research offers the innovative perception into the nature of transition metals doping in BAs semiconductor at a quantitative level and envisages a new spintronic materials.     

Study on structure and properties of transition metal doped BiF3 by first-principles

Structure and physical properties of BiF₃ doped with M=Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Ti, V and Co are calculated by the DFT+U method. Effect of metal doping on the electronic structure and optical response of host materials BiF₃ is investigated systematically. New energy levels are formed and located within the band gap, which could decrease the recombination rate of e⁻/h⁺ pairs. Furthermore, transition metal doping extends the optical absorption of BiF₃ to the visible spectral region.     

过渡金属氧化物催化剂上NH3 分解Claus反应机理研究

运用浸渍法制备了七种过渡金属氧化物催化剂 .对于NH3 分解反应均可获得很高的NH3 转化率 ;对于NH3 分解Claus反应则可以获得较高的SO2 转化率和单质硫选择性 .通过比较发现Co3 O4 TiO2 和Fe2 O3 TiO2 催化剂的低温活性比较高 .经过XRD表征发现 ,在NH3 分解Claus反应中 ,催化剂的活性相可能是过渡金属硫化物 .结合活性评价和XRD表征结果提出了NH3 分解Claus反应的机理 .     

Survey of intermediate band material candidates

A systematic ab initio study, using the local spin density approximation, of the electronic properties of Ga_xP_yM compounds, where M is a transition metal substituting Ga or P atoms in a GaP host semiconductor lattice is presented. This study is oriented towards the early identification of intermediate band materials of recent interest as new photovoltaic materials to exceed the efficiency of single gap and even tandems of two solar cells. M=Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu and Zn have been explored as transition metals and Sc, V, Cr, and Fe in Ga₃₂P₃₁M and Cr in Ga₃₁P₃₂M have exhibited the desired intermediate band.     

高压密封微波消解-ICP-AES法测定五种蒙药中无机元素

采用HNO3-HClO4消解体系分别对额日敦-乌日勒、德都红花七味丸、通拉嘎-5、乌珠目-7、给旺-9等五种蒙药样品进行高压微波消解制样,利用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)同时测定了镁、铝、钙、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、砷、硒、锶、钼、银、镉和铅等17种无机元素的含量。通过添加标准回收实验,回收率均在97.25%~106.35%之间,验证了分析数据的可靠性。所有元素测定结果的相对标准偏差均小于3.3%,具有良好的准确度和精密度。实验结果表明,其中常量元素Ca,Mg和Fe,Mn,Zn,Cu的含量较高,测定结果可为开发研制蒙药新制剂、研制蒙药的质量控制标准和提高蒙药药效提供理论依据。     

The magnetoelectric properties of A- or B-site-doped PbVO3 films： A first-principles study

We employ first-principles calculations to study the magnetic and ferroelectric properties of PbVO3 with A （XA = Ca, Sr, Bi, Ba, and La） or B （XB = Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, and Cu） site dopants, with the aim of ascertaining a large ferroelectric polarization and a long magnetic order, or even a macro fen＇i/ferromagnetism, which is critical to their potential applications in magnetoelectronic devices. It is found that PbTXAVsO24 （XA =Ca, Sr, and Ba,） are inclined to maintain the spin glass and large ferroelectric polarization. The degenerated G- and C-antiferromagnetic （AFM） couplings in the ideal PbVO3 are broken up, accompanied by the loss of ferroelectric properties, when La or Bi is doped at the A site. In contrast, the above-mentioned 3d transition elements doped at the B site of PbVO3 could induce remnant magnetic moments and preserve the large ferroelectric polarization, except for Ni and Cu. The Fe or Cr at the B site clearly remove the degenerated G- and C-AFM coupling, but the nonmagnetic Ti cannot do so. For the Mn, Co, Ni, or Cu doped at the B sites, even the two-dimensional AFM ordering in PbVO3 is destabilized. The various doping effects are further discussed with inner strain and charge transfer.     

3d过渡金属掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法研究了纯锐钛矿相TiO₂及掺杂3d过渡金属TiO₂的几何、电子结构及光学性质. 计算结果表明掺杂能级的形成主要是掺杂过渡金属3d轨道的贡献，掺杂能级在禁带中的位置是决定TiO₂吸收带边能否出现红移的重要因素. Cr，Mn，Fe，Ni，Co，Cu掺杂使TiO₂的吸收带边产生红移，并在可见光区有一定的吸收系数； Sc，Zn掺杂使TiO₂的吸收带边产生蓝移，但在可见光区有较大的吸收系数；掺V不但使TiO₂的吸收带边产生红移，增强了在紫外光区的光吸收，而且在可见光区有非常大的吸收系数.     

ICP-AES测定青岛崂山绿茶中的微量元素

采用HNO3-H2O2混合酸,密闭微波消解样品,应用ICP-AES测定青岛崂山绿茶中Al、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni、Pb、Se、Sr、V和Zn等17种营养元素及重金属元素的含量。测定结果的相对标准偏差均小于3.50%,对17种元素的加标回收率在90.0%—110.2%之间,采用该方法测得的茶叶标准物质（GBW10016）的17种元素的值均在标准值范围内,方法准确度高。实验结果表明青岛崂山绿茶中含有大量对人体有益的元素包括Ca、Co、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni、Se、Sr、V和Zn等,另外也检测到含有Al,Cd和Pb等有毒、有害元素,但是含量很低,对人体的不利影响可以忽略不计。