硼磷掺杂小直径单壁碳纳米管的第一性原理研究

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     

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.     

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。     

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。     

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.     

非金属N和过渡金属(Mo, Ru, Rh, Pd)掺杂SnO2磁性的第一性原理研究

本文基于第一性原理方法,对非金属元素(N)与过渡金属元素(Mo, Ru, Rh, Pd)掺杂SnO₂的电子结构和磁学性质进行计算分析.结果表明：形成能与过渡金属原子半径密切相关,随着过渡金属原子半径的增加,形成能在降低,其中N-Mo掺杂体系形成能最低,故该体系最容易掺杂形成;能带结构分析表明,由于掺杂体系自旋向上/向下杂质能级的数量和分布均不对称,掺杂体系均有磁性产生;进一步探究态密度可知,体系产生磁性的原因是过渡金属原子和N原子之间产生p-d轨道杂化,最外层电子轨道上的空位及单电子相互耦合所导致.结果表明,由于掺杂原子的引入,SnO₂体系产生磁性,并且掺杂体系呈现亚铁磁性,其中N-Rh掺杂体系的磁性最好,其磁矩为1.88μB,有望成为良好的稀磁半导体材料.     

N/Fe共掺杂锐钛矿TiO2(101)面协同作用的第一性原理研究

基于周期性密度泛函理论研究了N/Fe共掺杂对锐钛矿TiO₂(101)面的修饰作用. 计算了铁替位单掺杂TiO₂(101)面及晶体内部后, 晶体结构变化及形成能. 通过形成能的比较发现, Fe从晶体表面向体内迁移时受到势垒阻碍作用. 同时, 对不同位置表面N/Fe近邻共掺杂晶体形成能的比较, 得出了表面共掺杂的最稳定结构. 通过对电子结构及态密度的分析发现: 表面共掺杂态中, N/Fe共掺杂可改变TiO₂(101)面的电子结构, 并使TiO₂由半导体性向半金属性转变. 关键词： 2(101)面')" href="#">锐钛矿TiO₂(101)面 N/Fe共掺杂 第一性原理 半金属性     

CuSe表面修饰的第一性原理研究

单层CuSe属于体相为非层状的二维材料,本质上具有金属性质,因此不适合在电子器件中应用.本文通过外部原子修饰的方法实现CuSe电子结构的改变,采用密度泛函理论的第一性原理研究了单层CuSe在顶位、中心和桥位添加第二周期原子后的能带结构,重点分析了单层CuSe添加Li和B原子的电子结构,包括能带结构、态密度、差分电荷密度和晶体轨道哈密顿布居分析.添加Li原子后,从能带结构的结果来看,三个位置都能实现CuSe由金属性转为半导体性,且Li原子更倾向修饰在CuSe的六角形中心,带隙约为1.77 eV;在Cu原子的顶部位置添加B原子也可以实现CuSe具有半导体性,带隙约为1.2 eV.通过差分电荷密度和晶体轨道哈密顿布居的结果来看, B原子用B-Se极性共价键结合在单层CuSe的顶部.第一原理揭示了从单层CuSe到Cu XSe (X=Li, B)的金属到半导体转变的实现,计算结果使CuSe在未来的电子设备中使用成为可能.     

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...