Mg-Sn-Si系合金的热力学基础及合金相演变过程分析

研究了Mg-Sn-Si系合金的热力学基础及合金相的演变过程. 结果表明: 对于Mg-Sn-Si系合金, 合金相的比热容随着温度增加而增加, 在低温下变化迅速, 而在高温下变化平缓, 其热膨胀系数在低温范围内随温度升高呈指数形式增加, 而在高温范围内呈线性增大. 在Mg₂ (Si_x, Sn_1-x)、Mg₂ (Sn_x, Si_1-x)相结构中, Sn(Si)原子的取代位置不固定, 可以是面心, 也可以是顶点. 常规凝固过程中, 由于处于非平衡状态, x的取值范围有所波动, 对于Mg₂ (Si_x, Sn_1-x)和Mg₂ (Sn_x, Si_1-x) 两种结构, x的取值范围在0.25或0.75附近. Mg₂ (Si, Sn)的生成温度较高, 可从液相中直接析出, 也可由Mg₂Si转化而来, 而Mg₂ (Sn, Si)的生成温度较低, 只能从基体中析出, 随着Sn含量的增加, 开始析出Mg₂ (Sn, Si)相的温度升高.     

第一性原理计算Mg2Ni氢化物的电子结构及其稳定性分析

对Mg₂Ni及其氢化物的能量和电子结构进行了第一性原理计算,并对Mg₂Ni低温氢化物和高温氢化物的稳定性进行了分析.结果发现:在Mg₂Ni中,Mg与Ni存在较强的相互作用.H原子的加入使得Mg的价电子向Ni的3d轨道转移,并在Ni-3d轨道和Ni-4p轨道间形成了带隙.Ni-4s和H-1s电子之间的成键作用,使得Mg和Ni间相互作用减弱了;从LT-Mg₂NiH₄中去掉一个H原子比HT-Mg_{关键词： 第一性原理 2}Ni')" href="#">Mg₂Ni 2NiH₄')" href="#">Mg₂NiH₄ 结构稳定性     

Mg2Si的电子结构和热电输运性质的理论研究

利用全势线性缀加平面波法,对Mg₂Si的几何结构和电子结构进行了计算,得到了稳定的晶格参数以及能带和电子态密度.能带结构表明,Mg₂Si为间接带隙半导体,禁带宽度为020 eV.在此基础上利用玻尔兹曼输运理论和刚性带近似计算了材料的电导率、Seebeck系数和功率因子.结果表明,在温度为700 K时p型和n型掺杂的Mg₂Si功率因子达到最大时的最佳载流子浓度分别为7749×10¹⁹ cm^-3和 关键词： 2Si')" href="#">Mg₂Si 全势线性缀加平面波法 热电输运性质     

非晶态Mg70Zn30合金结构因子的预峰

利用X射线衍射仪对非晶态Mg₇₀Zn₃₀合金的结构进行了研究,获得了强度曲线、结构因子、双体分布函数和原子间最近邻距离.结果表明,Mg₇₀Zn₃₀合金在小Q区间存在强烈的预峰现象.根据预峰的特性,提出了Mg₇₀Zn₃₀熔体的结构模型,即Mg原子位于中心,8个Zn原子位于顶角所形成的简单立方结构模型.该模型以共享顶点的方式相连接,能够满足预峰对Mg—Mg原子间距离的要求.Mg< 关键词： 非晶态 70Zn₃₀合金')" href="#">Mg₇₀Zn₃₀合金 结构因子 预峰     

Si1-xGex合金半导体中CiCs和CiOi缺陷随Ge含量的变化

采用从头计算(ab initio)的方法对Si和Si_1-xGe_x合金半导体材料中C_iC_s缺陷的性质进行探讨，同时也对比调查了C_iO_i缺陷在Si和Si_1-xGe_x合金中的性质. 在不同Ge含量的Si_1-xGe_{x关键词： 1-x}Ge_x合金')" href="#">Si_1-xGe_x合金 从头计算法 iC_s缺陷')" href="#">C_iC_s缺陷 iO_i缺陷')" href="#">C_iO_i缺陷     

H2对Ar稀释SiH4等离子体CVD制备多晶硅薄膜的影响

以SiH₄，Ar和H₂为反应气体，采用射频等离子体化学气相沉积方法在300℃下制备了低温多晶Si薄膜.实验发现，反应气体中H₂的比例是影响薄膜结晶质量的重要因素，在适量的H₂比例下制备的多晶Si薄膜具有结晶相体积分数高，氢含量低，生长速率快、抗杂质污染等特性. 关键词： 低温多晶Si薄膜 等离子体CVD 4')" href="#">Ar稀释SiH₄ 2比例')" href="#">H₂比例     

Al掺杂对合金Mg1-xTix及其氢化物稳定性的影响

用密度泛函理论,研究了Al对合金Mg_1-xTi_x及其氢化物稳定性和电子结构的影响. 通过计算不同掺杂浓度的Mg-Ti-Al合金的形成焓,发现当Al和Ti的浓度之比为1:1时, 合金结构最稳定,有利于氢的可逆吸收;而掺杂体系的氢化物稳定性降低, 可提高放氢性能.通过对态密度,电子密度和键长的分析, 表明Al改善Mg-Ti系统的放氢性能的原因是掺杂后减少了低能级区成键态的电子以及减弱了Mg-H, Ti-H原子间的相互作用. 关键词： 1-xTi_xH₂储氢材料')" href="#">Mg_1-xTi_xH₂储氢材料 赝势平面波 电子结构 稳定性     

Mg8Sn4-xMx结构稳定性与弹性常数的第一性原理计算

利用基于密度泛函理论的CASTEP软件构建Mg₈Sn_4-xM_x(M=Al、Cu;x=0、1或2)晶体结构模型，采用第一性原理计算其晶格常数、结构稳定性和弹性常数，并分析不同量的M原子固溶于Mg₂Sn后体系的电子特性、弹性性能和本征硬度.计算结果表明，M原子能自发固溶于Mg₂Sn相，且所得Mg₈Sn_4-xM_x(x=1或2)晶体结构均可稳定存在；当2个M原子固溶于Mg₂Sn时，使其晶体结构由立方晶系转变为四方晶系.态密度分析表明，M原子固溶后体系原子存在明显轨道杂化现象，表现出较强的共价键，增加M原子固溶量不会改变各原子对态密度的贡献规律，但会提高该原子对电子对态密度的贡献度.弹性性能和本征硬度分析表明：Mg₂Sn中固溶M原子后，体系力学性能仍稳定，增加M原子固溶量，体系硬度逐渐降低，韧塑性不断提高，即M原子固溶量增加能提升体系的...     

Mg-TM-H (TM=Sc,Ti, V,Y, Zr,Nb)晶体形成能力和电子性能

基于密度泛函理论的第一性原理的Vienna Ab initio Simulation Package (VASP)软件系统研究了Mg₇TMH₁₆ (TM=Sc, Ti, V, Y, Zr, Nb)的晶体结构和电子性能. 分析了结合能和形成焓,计算得到的结合能显示Mg₇TiH₁₆和Mg₇NbH₁₆的稳定性最强,形成焓的变化表明Mg₇TMH₁₆具有比MgH₂更低的分解温度,电子态密度显示Mg₇TMH₁₆表现出明显的金属特性. 关键词： 第一原理 7TMH₁₆ (TM=Sc,Ti,V,Y,Zr,Nb)')" href="#">Mg₇TMH₁₆ (TM=Sc,Ti,V,Y,Zr,Nb) 结合能 形成焓     

外掺非典型富勒烯C64Si的几何结构和电子性质计算研究

采用密度泛函理论（density functional theory, DFT）中的广义梯度近似（generalized gradient approximation, GGA）对非典型富勒烯C₆₄Si的几何结构和电子性质进行计算研究，发现在C₆₄Si可能稳定存在的四种同分异构体中，Si原子吸附在三个直接相邻五边形的公共原子处形成的外掺杂结构是热力学最稳定的结构，即文中定义的C₆₄Si-1，这和Ge等人对 Si原子在C_{28关键词： 64}Si')" href="#">C₆₄Si 64')" href="#">C₆₄ 外掺富勒烯 密度泛函理论     

Mg2Si化合物在静水压下的电子输运性能研究

本文基于第一性原理采用全电势线性缀加平面波方法和波尔兹曼理论运算了在静水压下Mg₂Si的电子和热电性能. 研究发现, 对于n型载流子控制Mg₂Si输运性质, 应变达到0.02时, 室温情况下, 热电性能参数得到了明显提高, 其塞贝克系数增幅为26%, 功率因数增幅47%; 高温时, 功率因数增幅45%. 而对于主要载流子为空穴时, 其热电系数最值出现在应变为0.01时. 但其数值与未施加静水压的结构相比提高不多, 表明对于p型Mg₂Si半导体应变对其输运性能的影响不大. 并且结合电子能带结构图解释这些现象.     

Ca$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;Si（O$lt;sub$gt;4-$lt;i$gt;x$lt;/i$gt;$lt;/sub$gt;N$lt;sub$gt;$lt;i$gt;x$lt;/i$gt;$lt;/sub$gt;）：Eu$lt;sup$gt;2+$lt;/sup$gt;绿色荧光粉的制备及其发光性能

利用在Ca-Si-O干凝胶前驱体中添加Si₃N₄的方法于非还原气氛下合成了含N固溶体Ca₂Si（O_4-xN_x）：Eu²⁺绿色荧光粉. 通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜以及荧光分光光度计分别分析了产物的物相结构、颗粒形貌和发光性能. 结果显示,Si₃N₄与前驱体的混合物在非还原气氛（纯氮气）下于1100℃焙烧后获得含N固溶体Ca₂Si（O_4-xN_x）：Eu²⁺荧光粉,特别是其中Eu³⁺被还原为Eu²⁺,产物的晶体结构与βup -Ca₂SiO₄相一致. Ca₂Si（O_4-xN_x）：Eu²⁺能够被270–400 nm 范围内的紫外线有效激发,其发射光谱呈宽带发射. 随着N含量的增加,发射峰出现一定程度红移（501–504 nm）,而且发光强度显著提高. 当Eu²⁺浓度为0.25 mol%时发光强度达最大值,浓度超过0.25 mol%时,发光强度显著降低,出现浓度猝灭 效应. 关键词： 白光LED 荧光粉 溶胶凝胶法 3N₄')" href="#">Si₃N₄     

Mg0.57Zn0.43O合金薄膜生长及性能表征

本文利用金属有机气相沉积法(MOCVD)生长单一立方相Mg_0.57Zn_0.43O (记作立方MZO)合金薄膜, 以及该合金薄膜在后期热处理过程中质量和热稳定性的关系. 通过X射线衍射等测试发现, 后期热处理对于立方MZO合金薄膜质量具有较大的影响. 其中在500–850℃的条件下, 合金薄膜的结晶质量和表面形貌随温度的增加得到明显的改善, 吸收截止边逐渐蓝移,带隙展宽, 但仍保持单一立方结构. 当温度达到950℃时立方MZO合金薄膜出现混合相. 通过对立方MZO合金薄膜制备的MSM型单元器件进行光响应的测试表明, 在外加15 V的偏压下, 器件的响应峰值在260 nm附近,紫外/可见抑制比大约为4个数量级, 饱和响应度为3.8 mA/W, 暗电流值为5 pA左右. 关键词： MOCVD 0.57Zn_0.43O')" href="#">Mg_0.57Zn_0.43O 热处理 光响应     

Si对LaNi5相关系与贮H2性能的影响

本文用X射线多晶衍射方法和差热分析方法研究了LaNi_5-xSi_x(x≤1.25)的相关系,用排水取气法测量了样品的吸H₂性能,LaNi₅,的固溶体和新的三元化合物LaNi₄Si形成共晶体系,共晶温度1170℃,共晶点x=0.96,在单相区中LaNi₅,相点阵常数随Si替代量增加,a减小,c增大,三元化合物LaNi₄Si属正交晶系,点阵常数a=8.382?,b=5.210?,c=3.989?。测量密度D₀=7.59g/cm³,每单胞含两个化合式单位,可能的空间群为D_2h⁵,C_2v²和C_2v⁴,它具有可逆的吸放H₂性能,吸H₂后形成氢化物LaNi₄SiH_3.6。La_1-ySi_yNi,系列样品吸H₂量随Si含量增加而很快下降,LaNi_5-xSi_x系列样品吸H₂量随Si含量的增加稍略下降,平台压力也下降,LaNi_4.8Si_0.2的生成自由能为476cal/molH₂,固溶体氢化物的稳定性比LaNi₁高。 关键词：     

CuHg_2Ti型Ti_2Cr基合金的电子结构、能隙起源和磁性研究

利用第一性原理计算方法,研究了CuHg2Ti结构下Ti2CrK(K=Sb,Ge,Sn,Sb,Bi)系列合金的电子结构、能隙起源和磁性.研究发现:Ti2CrK(K=Si,Ge)合金是普通半导体材料;Ti2CrK(K=Si,Bi)合金是亚铁磁性半金属材料,其半金属性能隙受到Sb和Bi原子s态的直接影响;Ti2CrSn合金是完全补偿的亚铁磁性半导体.基于Ti2CrSn合金两个自旋方向上的能隙起源不同,通过Si和Ge替换掺杂同族Sn元素调制能隙的宽度,获得了完全补偿亚铁磁性自旋无能隙材料;通过Fe和Mn替换掺杂过渡族Cr元素获得了一系列半金属材料.Ti2Cr1-xFexSn和Ti2Cr1-xMnxSn合金都具有亚铁磁性.所研究的这些半金属性合金的分子磁矩Mtotal与总的价电子数Zt服从Mtotal=Zt-18规则.     

三元Co_(79)Zr_(18)Cr_3合金中高矫顽力

通过在Co_(82)Zr_(18)合金中添加过渡族元素Cr的方法,利用快淬工艺,制备出了Co_(82-x)Zr_(18)Cr_x(x=0,2,3,4)快淬合金薄带,利用磁性测量、X光衍射、热磁分析、扫描电子显微镜,对其磁性能、相组成、微结构进行了研究,实验结果表明,在Co_(82)Zr_(18)合金中添加少量的Cr可以使其矫顽力(iHc)显著提高,其中,Co_(79)Zr_(18)Cr_3快淬薄带经600℃退火处理后iHc=6.5 kOe.相分析发现,600℃退火后的Co_(79)Zr_(18)Cr_3快淬薄带由单一Co_(11)Zr_2相组成,Cr原子进入到了Co_(11)Zr_2相的晶格之中替换了原子半径相对较小的Co原子,这导致了Co_(11)Zr_2居里温度(T_C)的降低却使其磁晶各向异性场(Ha)显著提高;另一方面,通过微结构研究发现,未退火的Co_(79)Zr_(18)Cr_3快淬薄带由50—80 nm的等轴晶粒组成,经600℃退火后,其晶粒形态并未发生改变然而晶粒尺寸却增长到400—500nm。     

In_2O_3:Sn中间层改善B掺杂ZnO薄膜的性能及其应用研究

金属有机化学气相沉积(MOCVD)法生长的掺硼氧化锌(BZO)薄膜,具有天然的"类金字塔"绒面结构,作为硅基薄膜太阳电池的前电极具有良好的陷光效果.但直接获得的BZO薄膜表面形貌过于尖锐,影响后续硅基薄膜材料生长质量及太阳电池的光电转换效率.本文设计了以一层超薄In2O3:Sn(ITO)薄膜(～4 nm厚度)作为中间层的多层膜,并通过对顶层BZO薄膜的厚度调制,改善BZO薄膜的表面特性,薄膜结构为:glass/底层BZO/ITO/顶层BZO.合适厚度的顶层BZO薄膜有助于获得类似"菜花状"形貌特征,尖锐的表面趋于"柔和",而较厚的顶层BZO薄膜仍然保持"类金字塔状"结构."柔和"的BZO薄膜表面结构有助于提高后续生长薄膜电池的结晶质量.将获得的新型"三明治"结构多层膜应用于p-i-n型氢化微晶硅(μc-Si:H)薄膜太阳电池,相比传统的BZO薄膜,电池的量子效率QE在500—800 nm波长范围提高了～10%,并且电池的Jsc和Voc均有所提高.     

Au-Sn金属间化合物的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法,计算研究了Au-Sn二元系金属间化合物的生成焓、结合能、电子结构、弹性性质和结构稳定性. 计算结果表明：Au₅Sn合金的生成焓最小,说明Au₅Sn较容易生成,但Au₅Sn在热力学和力学上是不稳定的;AuSn₂和AuSn₄的键合作用较强,弹性模量、剪切模量均大于AuSn和Au₅Sn;从电子结构的角度,AuSn₂和AuSn₄ 的成键主要来自于Au原子d 轨道与Sn原子p轨道的杂化;而AuSn以Sn–Sn键的相互作用为主,Au₅Sn相中Au 的占比较大,导致Au–Au共价键发挥作用,抑制了Sn导带p电子的成键. 关键词： 电子结构 弹性性质 第一性原理 Au-Sn金属间化合物