本征缺陷对β-Ga2O3光催化性质影响的第一性原理研究

运用第一性原理杂化泛函研究了本征缺陷(O空位和Ga空位)对于β-Ga₂O₃的几何结构和电子性质的影响.计算结构表明:杂化泛函B3LPY能很好的描述β-Ga₂O₃的几何结构和电子结构,能与实验符合.含O缺陷的形成能在富氧和贫氧下分别为4.04和0.92 eV,优于含Ga缺陷的体系.空位缺陷的出现对于理想Ga₂O₃的晶格参数影响不显著,只是在O空位体系中,空位附近Ga-O键长有0.1?变化.含空位缺陷的体系的禁带中都有缺陷能级的出现,含Ga和O空位缺陷的Ga₂O₃的光跃迁能分别为1.93 eV(β自旋)和2.92 eV,有很明显的光吸收的拓展,从理论上解释了Ga₂O₃作为光催化材料的潜在应用.     

Li2O-B2O3-SiO2系统玻璃的Raman光谱研究

在Li₂O≥30mol％的Li₂O-B₂O₃-SiO₂系统玻璃中,以Li₂O代B₂O₃或SiO₂都导致玻璃网络中带非桥氧的硼酸盐和硅酸盐基团的量的增加;以B₂O₃代SiO₂则使玻璃网络中带和不带非桥氧的硼酸盐基团以及带非桥氧的硅酸盐基团的量都增加。 关键词：     

LiNi1-x-yCoxMnyO2正极材料的制备与电化学性能

LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂正极材料作为最有商业化前途的锂离子电池正极材料，近年来成为研究者关注的焦点。但目前针对该材料合成工艺的研究还较少。对LiNi_0.8Co_0.15Mn_0.05O₂开展了不同的烧结工艺研究，并对制备出的正极材料进行了表征和性能测试。研究发现在0.1C (电池容量额定值)倍率下充放电比容量为200 mA·h·g-1左右，在1C倍率循环100次下，480 ℃@3 h + 780 ℃@5 h和500 ℃@5 h + 780 ℃@10 h两种烧结工艺下容量保持率分别为94%和86%，说明用这两种工艺制备的正极材料的综合性能最优。     

Probing the Air Storage Failure Mechanism of Ni-Rich Layered Cathode Materials

Ni-rich layered oxide cathode materials,such as LiNi_0.83Co_0.12Mn_0.05O₂ （NCM811）,exhibit high specific capacity and low cost,and become cathode material preference of high-energy-density Li-ion batteries.However,these cathode materials are not stable and will form Li-poor reconstructed layers and alkaline compounds （Li₂CO₃,Li OH） on the surface during the storage and processing in humid air,resulting in serious deterioration of ele...     

醇热反应低温合成锰钴镍热敏薄膜

锰钴镍复合氧化物是一种具有半导体性质的热敏材料. 本文采用金属有机沉积技术于室温条件下、在Si衬底上沉积一定 厚度的Mn_1.74Co_0.72Ni_0.54O₄金属 有机化合物薄膜, 并通过醇热反应进行低温结晶化合成, 可得到Mn_1.74Co_0.72Ni_0.54O₄结晶薄膜. 通过X 射线衍射、场发射扫描电子显微镜 (FESEM) 以及阻温特性等测试方法表征, 讨论了醇热反应对锰钴镍热敏薄膜的物相结构、微观形貌以及电学性能的影响. X射线衍射图显示薄膜已出现尖晶石结构的特征峰. 电镜照片说明结晶薄膜的表面较为平整、孔隙率低. 阻温特性关系表明薄膜具有明显的负温度系数效应, 室温(≈27°) 电阻率约为303.13 Ω·cm. 关键词： 醇热反应 锰钴镍薄膜 热敏电阻 低温合成     

Li2B4O7晶体及其熔体结构的拉曼光谱研究

采用高温原位拉曼光谱技术,研究了Li₂B₄O₇从常温至1 373 K温度范围内的拉曼光谱。在升温过程中,晶体的拉曼光谱出现展宽和红移现象,且强度降低。晶体熔化时,由2个[BO₄]和2个[BO₃]组成的[B₄O₉]环状结构转变成(B₃O₆)3- 六元环和[BO₃]结构,[BO₄]结构减少直至消失。基于密度泛函理论,计算了Li₂B₄O₇晶体的拉曼光谱,对其振动模式进行了分析归属。利用量子化学从头计算法计算了由[B₃O₆-BO₃]为基础相互连接形成的x(Li₂B₄O₇)(x=2, 3, …, 9)的环状团簇模型的拉曼光谱,对Li₂B₄O₇熔体的结构进行了模拟分析。计算结果表明Li₂B₄O₇熔体的阴离子基元为三个(B₃O₆-BO₃)组成的大三元环超级结构。     

BaO-Li2O-B2O3三元系中BaB2O4-Li2B2O4和BaB2O4-Li2O截面相平衡关系的研究

本文用X射线和差热分析方法对BaO-Li₂O-B₂O₃三元系中的两个截面:BaB₂O₄-Li₂B₂O₄和BaB₂O₄-Li₂O作了研究。在BaB₂O₄-Li₂B₂O₄赝二元系中发现了一个新的化合物4BaB₂O₄·Li₂B₂O₄。化合物在930±3℃由包晶反应形成,并与Li₂B₂O₄形成共晶反应。共晶温度为797±3℃,共晶点组分为79mol％Li₂B₂O₄。在BaB₂O₄-Li₂O截面中也存在化合物4BaB₂O₄·Li₂B₂O₄,其包晶反应温度从930±3℃随Li₂O含量增加下降到908±3℃。在组分60mol％Li₂O处形成另一个新的化合物2BaB₂O₄·3Li₂O。该化合物在630±3℃也是由包晶反应形成,并与Li₂O和Li₂CO₃分别形成共晶反应,共晶温度分别为400±3℃和612±3℃。在BaB₂O₄-Li₂B₂O₄和BaB₂O₄-Li₂O体系中都没有观察到固溶体。用计算机程序分别对化合物4BaB₂O₄·Li₂B₂O₄和2BaB₂O₄·3Li₂O的X射线粉末衍射图案进行了指标化,其结果:4BaB₂O₄·Li₂B₂O₄的空间群为Pmma,a=13.033?,b=14.630?,c=4.247?,每个单胞包含两个化合式单位;2BaB₂O₄·3Li₂O的空间群为Pmmm,a=4.814?,b=9.897?,c=11.523?,每个单胞也含有两个化合式单位。 关键词：     

锰酸锂掺杂Fe和Co的性质的第一性原理计算

文章基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了LiMn₂O₄电池材料在掺杂Fe和Co离子时的电子结构和电化学性能.发现Fe\Co取代Mn³⁺在热力学上是会更加稳定,提升电化学性能.掺杂Fe后,LiMn₂O₄电池材料晶格参数减小(约0.3%);掺杂Co后,LiMn₂O₄电池材料晶格参数减小(约0.5%).这两种掺杂方式让与之相邻的Mn³⁺被氧化成Mn⁴⁺,从而降低了Jahn-Teller畸变情况产生可能性.对于掺Fe尖晶石型锰酸锂(Li₈Mn₁₅FeO₃₂),Mn环境中的Li离子会更容易被提取,第一次放电电压从原来的3.7 V增加至4.623 V;对于掺Co尖晶石型锰酸锂(Li₈Mn₁₅CoO₃₂),第一次放电电压从原来的3.7 V增加至4.101 V.研究为锂电池...     

氧空位对Eu2+, Dy3+掺杂的Ca5MgSi3O12发光及余辉性能的影响

利用高温固相法合成了稀土离子Eu²⁺, Dy³⁺掺杂的Ca₅MgSi₃O₁₂长余辉发光材料. 利用光谱学证明了在材料内部存在与氧空位有关的缺陷发光. 通过对比不同条件下合成样品的发光及余辉性能, 发现氧空位对材料的发光及余辉均起到促进作用. 同时发现氧空位发光可以向发光中心传递能量. 利用热释光曲线系统的分析了氧空位对余辉性能的影响. Ca₅MgSi₃O₁₂:Eu²⁺,Dy³⁺是一种潜在的长余辉发光材料. 关键词： 长余辉 氧空位 能量传递 热释光     

锂离子外扩散对扩镁铌酸锂表层结晶特性的影响

利用常规X射线衍射和掠入射X射线衍射对在空气中进行镁离子内扩散的扩镁铌酸锂单晶表层的富氧化镁层特性进行了研究,揭示出镁离子内扩散初期随着体内锂离子的外扩散,首先在富氧化镁层形成Li₃Mg₂NbO₆和Mg₄Nb₂O₉的化合物结构,Li₃Mg₂NbO₆出现在富氧化镁的内表层,而Mg₄Nb关键词：     

Heusler合金NiCoMnSn中的磁场驱动马氏体相变、超自旋玻璃和交换偏置

合成了一系列Ni_50-xCo_xMn₃₉Sn₁₁ (8≤x≤10) 样品, 并对它们的结构和磁性进行了研究. 发现随Co含量的增加, 样品的饱和磁化强度逐渐增强, 并在Ni₄₂Co₈Mn₃₉Sn₁₁中实现了磁场诱发马氏体相变. 另外, 在Co大于8.0的成分中探测到了超自旋玻璃, 并且观察到交换偏置现象. 证实了超自旋玻璃的马氏体相和铁磁奥氏体母相共存, 这也是产生交换偏置的原因.我们猜测超自旋玻璃的形成可能是来源于Mn-Mn团簇的存在, 这和之前报道的Mn₂Ni_1.6Sn_0.4 的结果相一致^[1]. 关键词： NiCoMnSn Heusler合金 超自旋玻璃 交换偏置     

非晶态锂离子导体B2O3-0.7Li2O-0.7LiCl-xAl2O3

木文研究了Al₂O₃对B₂O₃-0.7Li₂O-0.7LiCl非晶态的形成和电学性能的影响,我们发现:加入适量的Al₂O₃后,无需借助液氮骤冷技术,直接将熔体倾倒在室温下的紫铜板上就很容易形成大块非晶锂离子导体B₂O₃-0.7Li₂O-0.7LiCl-xAl₂O₃。Al₂O₃的加入使B₂O₃-0.7Li₂O-0.7LiCl的电导率有所降低,但在高温下不太明显,电导激活能略微升高,实验发现:Al₂O₃含量x=0.03是较合适的剂量,较容易形成大块非晶态,对电导率的影响也不大。 关键词：     

RE2O3 (RE = Lu, Y, Sc)的氧空位第一性原理计算研究

本研究选择三个电子结构类似的稀土倍半氧化物RE₂O₃(RE=Lu, Y,Sc),建立适当的模型通过第一性原理计算,研究氧空位对体系的电子结构的影响.本研究以密度泛函理论(DFT)为基础,利用PBE泛函加U值修正计算了纯稀土倍半氧化物的能带结构.计算结果表明三种基体材料RE₂O₃的能带结构相似.在引入氧空位后,其增加的缺陷能级数目不同,依次为:Sc₂O₃2O₃2O₃.     

WnNim(n+m=8)团簇轨道能级与芳香性的理论研究

用密度泛函理论(DFT)中的b3lyp方法,在Lanl2dz基组水平上对W_nNi_m(n+m=8)团簇的各种可能构型进行几何参数全优化,得到它们的基态构型;并对基态构型的轨道能级分布、能隙、HOMO、LUMO能级、芳香性和热力学性质进行分析,结果表明:团簇W₅Ni₃和W₆Ni₂的Alpha轨道和Beta轨道是完全简并的,所有电子都是严格两两配对的;团簇W₂Ni₆能隙最小,化学活性最强,组成前线轨道的成分基本相同;W₆Ni₂能隙最大,化学活性最弱;团簇W₁Ni₇,W₅Ni₃,W₆Ni₂,W₇Ni₁具有芳香性,W₂Ni₆具有反芳香性;团簇的生成焓都是负值,为放热反应,热力学上是稳定的.     

石墨/Li（Ni1/3Co1/3Mn1/3）O2电池充放电过程中电极材料的XRD研究

利用XRD系统地研究了石墨/Li（Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3）O₂ 18650型锂离子电池充放电过程中正负极活性材料的晶体结构和微结构的变化.已观测到,由于Li原子的脱嵌,使得LiMO₂点阵参数a缩小,c增大,微应变增大,衍射强度比I₁₀₄/I₁₀₁和I₀₁₂/I₁₀₁降低;此外,由于Li原子的嵌入,2H-石墨的点阵参数a和c,以及微应变ε和堆垛无序度P都增加.同时,讨论了活性材料Li（Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3）O₂和石墨在电池充放电过程中的嵌脱锂的物理机理.在充电时,正极Li（Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3）O₂中处于（000）位的Li原子优先脱离晶体点阵,继后才是位于（2/3 1/3 1/3）和（1/3 2/3 2/3）位的Li原子离开点阵.锂嵌入石墨,优先进入碳原子六方网格面间的间隙位置,当负极的堆垛无序度达到一定值后,3R相逐渐析出.当电池满充或过充时,在六方石墨中形成LiC₁₂和LiC₆相.放电时,与上述过程相反,但并非是完全可逆的. 关键词： 锂离子电池 微结构 X射线衍射 嵌脱锂物理机理     

钪与氧空位共掺杂锐钛矿相TiO2的形成能与电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了钪(Sc)、氧空位(O_V)单/共掺杂锐钛矿相TiO₂,对晶体结构、形成能以及电子结构进行了对比分析.研究结果表明，Sc-TiO₂在富氧环境下缺陷形成能为负值，富钛环境下缺陷形成能为正值，表明Sc-TiO₂只能在富氧环境下制备；O_V-TiO₂、Sc-O_V-TiO₂在富氧或富钛环境下缺陷形成能均为负值，但富氧环境下形成能更低；O_V-TiO₂的0/1-缺陷电荷转变能级为深能级，而Sc-TiO₂的0/1-缺陷电荷转变能级则属于相对较浅能级；与纯锐钛矿相TiO₂相比，Sc-TiO₂的禁带宽度略有减小，但O_V-TiO₂、Sc-O_V-TiO₂禁带宽度变宽.     

新型稀磁半导体Mn掺杂LiZnAs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超软赝势方法, 对纯LiZnAs, Mn掺杂的LiZnAs, Li过量和不足下Mn掺杂的LiZnAs体系进行几何结构优化, 计算并对比分析了体系的电子结构、半金属性、光学性质及形成能.结果表明新型稀磁半导体Li (Zn_0.875Mn_0.125) As, Li_1.1 (Zn_0.875Mn_0.125) As和Li_0.9 (Zn_0.875Mn_0.125) As均表现为100%自旋注入, 材料均具有半金属性, Li过量和不足下体系的半金属性明显增强. Li过量可以提高体系的居里温度, 改善材料的导电性, 使体系的形成能降低. 说明LiZnAs半导体可以实现自旋和电荷注入机理的分离, 磁性和电性可以分别通过Mn的掺入和Li的含量进行调控. 进一步对比分析光学性质发现, 低能区的介电函数虚部和复折射率函数明显受到Li的化学计量数的影响. 关键词： Mn掺杂LiZnAs 电子结构 光学性质 第一性原理     

Bi2O3-Y2O3系高氧离子导体的离子电导和电子电导的研究

用交流电桥法研究了Bi₂O₃-Y₂O₃体系含22.5—30mol％Y₂O₃烧结试样在po₂值由1至10^-21atm范围内氧离子的电导率,实验证明该种材料的氧离子电导率比同温度下ZrO₂基固体电解质高若干倍;用这种材料作为固体电解质组成氧浓差电池,电池电动势和理论电动势的比值E/E₀等于1或接近1,说明这种材料几乎为纯氧离子导体,p型电子空穴导电性很小;用库伦滴定抽氧法测定了含Y₂O₃ 27.5mol％样品的电子导电特征氧分压,其值为lgp_e＇=(-767000/T)+655,电子导电性极小。可期望为一种新型氧离子导体材料。 关键词：     

Ba/Ag双掺杂对Ca3Co4O9基热电氧化物热传输性能的影响

采用溶胶-凝胶结合放电等离子烧结的方法制备了Ba, Ag双掺杂的Ba_xAg_yCa_2.8Co₄O₉块体热电氧化物材料, 利用X射线衍射仪, 扫描电子显微镜和热参数测试仪分析了所得样品的物相、微观组织结构和热输运性能. 结果表明, 通过Ba, Ag双掺杂有效调制了Ca₃Co₄O₉的热传输性能, 增加Ba掺杂量能有效降低其热导率. 分析结果表明, Ba, Ag双掺杂对热导率的调制来源于对晶格热导率的调制, 其中Ba, Ag等量掺杂所得样品热导率最低, 其总热导率和晶格热导率在973 K时分别达到了1.43 W/mK和1.10 W/mK. 关键词： 3Co₄O₉')" href="#">Ca₃Co₄O₉ 双掺杂 热导率     

Li2CO3/K3PO4复合助熔剂对新型Y2O2S：0.09Ti长余辉磷光体发光性能的影响

采用高温还原法合成了一种新型无稀土掺杂Y₂O₂S:0.09Ti长余辉发光材料。基于助熔剂种类对长余辉发光材料特性的重要作用,选择了对余辉衰减初期和后期余辉强度有明显作用的Li₂CO₃和K₃PO₄两种助熔剂,研究了不同配比(以下用x表示,x=Li₂CO₃/(Li₂CO₃+K₃PO₄))的复合助熔剂对Y₂O₂S:0.09Ti磷光体晶体结构和发光性能的作用,以获得具有较好综合发光性能的Y₂O₂S:0.09Ti磷光体。采用PL光谱和余辉测试仪对材料的发光特性进行了表征,用XRD研究了其晶体结构的变化。XRD结果表明,在复合助熔剂范围内(x=0~1.0)均可获得单相性的Y₂O₂S:0.09Ti磷光体。同时发现复合助熔剂比例不同制备的样品中,Y₂O₂S:0.09Ti磷光体晶体择优取向也发生明显的变化,且高比例Li₂CO₃有助于Y₂O₂S:0.09Ti磷光体的晶体形成。复合助熔剂比例x对样品的激发峰与发射谱主峰位置(565nm)基本没有影响;但助熔剂比例x对发射峰强度则有明显影响,随着x增加,该磷光体的发光强度先增后减,在x=0.8时发光强度最大。