硼磷掺杂小直径单壁碳纳米管的第一性原理研究简

利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了小直径锯齿形单壁碳纳米管(3,0)的硼(B)、磷(P)单个原子掺杂和B/P共掺杂效应.计算了B、P单原子掺杂的形成能、能带结构和电子态密度,分析得出B、P掺杂(3,0)单壁碳纳米管是可行的,并且碳纳米管的导电性没有发生明显改变.本文还计算了在不同掺杂位点,(3,0)金属性碳纳米管的形成能和能带结构,发现B/P共掺杂也是可行的,B和P趋于形成B/P对,并且B/P的掺入使(3,0)金属性碳纳米管的能带打开,由金属性变成半导体性.     

B/N掺杂对双层石墨烯电子特性影响的第一性原理研究

利用平面波超软赝势方法研究了B/N原子单掺杂和共掺杂对双层石墨烯电子特性的影响.对掺杂双层石墨烯进行结构优化,并计算了能带结构、态密度、分波态密度等.分析表明,层间范德瓦尔斯相互作用对双层石墨烯的电子特性有比较明显的影响;B/N原子单掺杂分别对应p型和n型掺杂,会使掺杂片层的能带平移,使得体系能带结构产生较大分裂;双层掺杂的石墨烯能带结构与掺杂原子的相对位置和距离有关,对电子特性有明显的调控作用.其中特别有意义的是,B/N双层共掺杂在不同位置情况下会得到金属性或禁带宽度约为0.3 eV的半导体能带.     

B（N）掺杂单壁碳纳米管的Al原子吸附性能的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法和广义梯度近似,对未掺杂、掺B、掺N的碳纳米管(CNT)不同位置上Al原子的吸附进行了几何优化,计算了吸附Al、掺杂前后CNT的能带结构、态密度、差分电荷密度、电荷布居数和吸附能.计算结果表明,掺B使CNT形成缺电子状态,利于具有自由电子的Al原子的吸附结合,可显著提高Al在金属性的(5,5)CNT和半导性的(8,0)CNT外壁的吸附能;掺杂N形成多电子状态,在费米能级附近半满的施主能级也利于填充Al的价电子,改善Al在(5,5)CNT和(8,0)CNT外壁的吸附结合性 关键词： 密度泛函理论 单壁碳纳米管 B(N)掺杂 Al原子吸附     

径向双氮掺杂小口径单壁碳纳米管能带结构压缩应变响应研究

采用基于密度泛函的第一性原理方法对径向C-C键两端进行双氮原子替位掺杂的小口径锯齿型单壁碳纳米管模型进行能带结构压缩应变响应研究。径向双氮掺杂对锯齿型小口径碳纳米管能带结构产生剧烈的影响,使得能较好保持金属性的(4,0)和(5,0)碳纳米管带隙打开。内禀金属性的(3,0)和(6,0)碳纳米管带隙能够通过氮掺杂和压缩应变对其电子结构产生影响。结果表明,结合径向双氮掺杂及压缩应变两种方式能够有效地对强烈键杂化效应引发的金属小口径锯齿型单壁碳纳米管产生丰富的带隙调制行为。这在碳纳米管基纳机电系统的应用和设计上有潜在的应用价值。     

B,N协同掺杂金刚石电子结构和光学性质的第一性原理研究

基于金刚石的稳定结构, 在实验研究的基础上, 本文采用基于周期性密度泛函理论计算了B/N单掺杂、共掺杂金刚石的晶体结构, 并就掺杂方式和掺杂后形成能进行了对比研究, 得到了B/N双掺杂的最稳定结构. 在此基础上, 进一步计算了N单掺杂及B/N共掺杂最稳定结构的吸收光谱、电子结构和态密度. 通过与实验结果对比可以看出, 较N单掺杂, B/N共掺杂的吸收光谱发生明显红移, 与实验符合较好. 计算结果表明: N原子单掺杂优先于B原子; 由于原子间的协同作用, B/N近邻共掺杂体系的形成能最低, 为掺杂的最可能结构.     

第一性原理研究铝氮掺杂小半径碳纳米管

基于第一性原理的密度泛函理论,计算并分析了铝氮共掺杂小半径碳纳米管的电子结构.结果表明,铝氮共掺杂的情况下,更容易形成相邻的铝氮对.在掺杂的七种位置中,电子性质都发生了很大的变化,原来的金属性碳纳米管转变为半导体性质.为了更好的理解其电子性质的变化,我们分析其能带结构和态密度.     

硼径向掺杂锯齿形碳纳米管拉伸应变下能带结构的研究

本文采用基于密度泛函的第一性原理方法对硼径向掺杂锯齿形碳纳米管(6,0)-(10,0)拉伸应变下能带结构进行了研究。研究结果表明:未掺杂锯齿形碳纳米管(6,0)和(9,0)表现为金属性;其余的碳纳米管表现为半导体性。在未进行拉伸且掺杂一个、两个硼原子时,内禀金属性碳纳米管(6,0)和(9,0)依然表现为金属性。由于进一步的σ-π杂化以及杂质带的引入导致碳纳米管能带结构发生较大的变化,碳纳米管(7,0),(8,0),(10,0)由原来窄带隙半导体性转变为金属性,且随着掺杂硼原子的个数增多,能带图中的价带逐渐往导带转变,金属性逐渐变强。我们发现,不管是掺杂一个硼原子还是两个硼原子,硼掺杂碳纳米管(6,0)-(10,0)在拉伸量0%-10%之间依然表现为金属性;且随着拉伸量的增加,费米能级向导带移动的距离越大,金属性变弱。此结果能为设计和开发新型的碳纳米管元件提供理论参考。     

Mg,O共掺杂实现p型AlN的第一性原理研究

采用密度泛函理论下的第一性原理平面波超软赝势方法研究了纤锌矿本征AlN,Mg单掺杂AlN和Mg,O共掺杂AlN体系的晶格参数、能带结构、电子态密度、差分电荷密度及电子布居数.计算结果显示:在Mg,O共掺杂AlN体系中,激活施主O原子的引入能使受主能级降低,形成浅受主掺杂.同时,体系的非局域化特征显著,受主能带变宽.因而提高了Mg原子的受主掺杂浓度和系统的稳定性.Mg,O共掺杂更有利于制备p型AlN.     

(Nb,N)共掺杂锐钛矿电子结构和光学性质的第一性原理研究

二氧化钛（TiO₂）作为一种性能优良的光催化剂已经受到越来越多的关注.本研究采用密度泛函理论的第一性原理和广义梯度近似+U方法,对锐钛矿结构TiO₂晶体三种可能的（Nb,N）共掺杂TiO₂的几何结构、形成能、能带结构、电子密度和光吸收系数进行了研究,并与单掺杂（Nb/N）体系进行了对比.对掺杂后体系的几何结构进行的计算表明杂质原子掺入后晶格发生了不同程度的畸变.此外,（Nb,N）共掺杂体系与纯TiO₂相比,其禁带宽度和吸收边较小.同时,与N掺杂TiO₂相比,N的2p态在共掺杂情形下变为完全占据,从而减少了电子空穴对的复合.而且共掺杂体系的形成能比N单掺杂体系低,因而更加稳定.因此,（Nb,N）共掺杂可以很好地提升锐钛矿型TiO₂在可见光波段的光催化性能.     

钯金属吸附对半导体性碳纳米管电输运的影响

利用物理蒸发技术,在半导体性的碳纳米管上沉积钯金属,利用导电原子力显微镜检测钯吸附对碳纳米管电输运的影响.结果表明:沉积的钯在碳纳米管上形成纳米颗粒,随着钯颗粒密度的增加,半导体性碳纳米管逐渐向金属性转变.利用第一性原理计算了吸附有钯原子的半导体性单壁碳纳米管的能带结构.研究发现,钯的覆盖率越高,其禁带宽度越窄,直至为零,定性说明了实验结果的合理性. 关键词： 单壁碳纳米管 钯纳米颗粒 导电原子力显微镜 第一性原理计算     

Analysis of Energy Consumption in a Combined Microwave–hot Air Spouted Bed Drying of Biomaterial: Coffee Beans

In this study, an energy model based on the first law of thermodynamics is developed to evaluated energy efficiency and specific energy consumption. The influences of hot air temperature and initial weight of coffee beans on energy consumption are considered. Furthermore, a comparison between combined microwave–hot air spouted bed drying and hot air spouted bed drying methods on energy consumption is also investigated in detail. The results show that energy efficiency as well as energy consumption depends on hot air temperature, initial weight of coffee bean, and typical drying methods (combined microwave–hot air spouted bed and hot air spouted bed). The optimum drying condition is also achieved in this study.     

A study of scattering of neon and argon ions by polycrystalline cobalt

The effect of polymorphous transitions on the temperature dependence of the number of ions scattered in a given direction has been studied for different scattering angles.     

机械能和内能相互转换的物理实质

通过一个简单的具体问题，对内能和机械能之间的本质区别进行了解析，这对于深入理解热力学中的概念及其规律的本质是极有意义的。     

Effect of Wigner energy on the symmetry energy coefficient in nuclei

The nuclear symmetry energy coefficient(including the coefficient a_(sym)~((4)) of the I~4 term) of finite nuclei is extracted by using the differences of available experimental binding energies of isobaric nuclei.It is found that the extracted symmetry energy coefficient a_(sym)~*(A,I) decreases with increasing isospin asymmetry I,which is mainly caused by Wigner correction,since e_(sym)~* is the summation of the traditional symmetry energy e_(sym) and the Wigner energy ew.We obtain the optimal values J = 30.25±0.10 MeV,a_(ss)=56.18±1.25 MeV,a_(sym)~((4)) = 8.33±1.21 MeV and the Wigner parameter x= 2.38 ±0.12 through a polynomial fit to 2240 measured binding energies for nuclei with20 ≤ A ≤ 261 with an rms deviation of 23.42 keV.We also find that the volume symmetry coefficient J■ 30 MeV is insensitive to the value x,whereas the surface symmetry coefficient a_(ss) and the coefficient a_(sym)~((4)) are very sensitive to the value of x in the range 1≤x≤4.The contribution of the a_(sym)~((4)) term increases rapidly with increasing isospin asymmetry I.For very neutron-rich nuclei,the contribution of the a_(sym)~((4)) term will play an important role.     

弹性势能的表达式的实验验证

教材上从理论上探究了弹性势能的表达式,结合该探究过程,利用弹性势能与重力势能和动能的转换关系设计了2个验证性实验.     

能谱在解释湍流能量级串中值得注意的一个问题

用简单的例子说明,即使在动力学上表现为不存在的能量级串,也在能谱上表现出相当 充分的能量向高频或者低频传递的现象.这些过去都是作为能量级串的证据而被广泛接受的 .结果表明,利用能谱来分析能量级串时,一定要明确是物理因素还是非物理因素造成 的频率分布向低频或高频传递的现象,不然就会出现真假难分的情况,进而造成错误的分析 结果. 关键词： 湍流能量级串 能谱     

飞轮蓄能发电原理及应用

本文介绍飞轮蓄能发电的原理和飞轮蓄能发电技术的应用实例 .     

太阳能电池

简述了太阳能电池的原理，从材料、价格、成本、转换效率变化等方面介绍了太阳能电池的发展现状，展望太阳能电池的发展趋势。     

Technological Research of a Clean Energy Router Based on Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage System

As a fundamental infrastructure of energy supply for future society, energy Internet (EI) can achieve clean energy generation, conversion, storage and consumption in a more economic and safer way. This paper demonstrates the technology principle of advanced adiabatic compressed air energy storage system (AA-CAES), as well as analysis of the technical characteristics of AA-CAES. Furthermore, we propose an overall architectural scheme of a clean energy router (CER) based on AA-CAES. The storage and mutual conversion mechanism of wind and solar power, heating, and other clean energy were designed to provide a key technological solution for the coordination and comprehensive utilization of various clean energies for the EI. Therefore, the design of the CER scheme and its efficiency were analyzed based on a thermodynamic simulation model of AA-CAES. Meanwhile, we explored the energy conversion mechanism of the CER and improved its overall efficiency. The CER based on AA-CAES proposed in this paper can provide a reference for efficient comprehensive energy utilization (CEU) (93.6%) in regions with abundant wind and solar energy sources.     

ENDF-VI库次级中子数据的能量守恒问题

在评价核数据库ENDF VI版的出射粒子能量分布数据(即文档5)中,一些核素在阈能附近的次级中子能量分布大多采用简单的近似方法描述,例如三角形分布或矩形分布.这些简单的近似描述,将导致产生散射矩阵的"双峰"现象,或使平均次级中子能量过大而产生负KERMA(ki netic energy release in materials)因子.针对这两个现象,通过细致的分析,讨论了这些现象的产生原因,并试对相关数据做一定的修正,以改善次级中子分布的能量守恒问题. In file 5 of ENDF VI, the arbitrary tabulated function (L=1) was applied to some threshold reactions of some nuclides. The energy distribution of secondary spectrum was given approximately as a triangular shape or rectangular shape at the threshold energy for some nuclides. The triangular shape distributions would cause two peaked energy distribution near the threshold energy, which must affect the group transfer matrix. The rectangular shape make the E′n too large, that may lead to...