过渡金属原子X (X=Mn、Fe、Co)掺杂单层Janus WSSe的第一性原理研究

二维Janus WSSe作为一种新兴的过渡金属硫族化合物(TMDs)材料,由于其打破了面外镜像对称性,且具有内在垂直压电和强Rashba自旋轨道耦合效应等丰富的物理特性,在自旋电子器件中具有巨大的应用潜力。本文基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法计算了过渡金属原子X(X=Mn、Fe、Co)掺杂单层Janus WSSe的电子结构、磁性和光学性质。结果表明：在Chalcogen-rich(硫族元素为多数元素)条件下的掺杂比在W-rich(钨元素为多数元素)条件下的掺杂展现出更高的稳定性,且掺杂后所有体系均表现出磁性。值得一提的是,对该体系进行Mn掺杂后,自旋向上通道出现杂质能级,WSSe由原来的非磁性半导体转变成磁矩为1.043μ_B的铁磁性半金属。而Fe、Co的掺杂使得自旋向上通道和自旋向下通道均出现杂质能级,呈现出磁矩分别为1.584μ_B、2.739μ_B的金属性。此外,掺杂体系的静态介电常数都显著增加,极化程度增强,且介电函数虚部和光吸收峰都发生了红移,说明掺杂有利于对可见光的吸收。     

三角晶格反铁磁CuFeO2的磁性和电子结构

基于广义梯度近似(GGA)的密度泛函理论(DFT), 通过构造铁磁(FM), 阻挫的三角非共线反铁磁(FAFM)、上上下下型共线反铁磁(↑↑↓↓AFM)三种不同磁性构型, 从非共线磁性结构计算出发, 优化了低温铜铁矿CuFeO2晶体材料的几何结构, 研究了磁性结构对电子结构、能隙和磁矩等的作用. 计算发现上上下下型反铁磁自旋排列能促进能隙形成, 总能降低, 磁矩增大. 由于上上下下型反铁磁与阻挫三角非共线反铁磁相能量接近, 外场的作用容易导致磁性结构相变到阻挫的三角反铁磁态, 其电子态密度分布与X光发射光谱测得的结果一致, 即具有高自旋的Fe离子3d电子自旋向上的子带中心位于Cu 3d能态之下, O 2p能态以上, 而且配位场理论分析表明Fe离子3d态自旋向下的空轨道为铁电极化提供了有利的化学环境.     

三角晶格反铁磁CuFeO_2的磁性和电子结构

基于广义梯度近似(GGA)的密度泛函理论(DPT),,通过构造铁磁(FM),阻挫的三角非共线反铁磁(FAFM)、上上下下型共线反铁磁(↑↑↓↓AFM)三种不同磁性构型,从非共线磁性结构计算出发.优化了低温铜铁矿CuFeO_2晶体材料的几何结构,研究了磁性结构对电子结构、能隙和磁矩等的作用.计算发现上上下下型反铁磁自旋排列能促进能隙形成,总能降低,磁矩增大.由于上上下下型反铁磁与阻挫三角非共线反铁磁相能量接近,外场的作用容易导致磁性结构相变到阻挫的三角反铁磁态,其电子态密度分布与X光发射光谱测得的结果一致,即具有高自旋的Fe离子3d电子自旋向上的子带中心位于Cu3d能态之下,O2p能态以上,而且配位场理论分析表明Fe离子3d态自旋向下的空轨道为铁电极化提供了有利的化学环境.     

双钙钛矿Sr2-xLaxCrReO6的电子结构和磁性

采用密度泛函理论(DFT)在广义梯度近似(GGA)下的平面波超软赝势法, 研究了Sr2-xLaxCrReO6(x=0, 0.25, 0.5, 1)的晶体结构、电子结构和磁性. 通过几何结构优化, 得到了材料的晶格常数、电子和自旋分布以及磁矩的大小. 分析了La电子掺杂对Sr2CrReO6材料结构的影响, 发现当La掺杂浓度较小(x<1)时, Sr2-xLaxCrReO6仍保持半金属特性, 但刚好在费米面以下自旋向上的电子密度逐渐增大, 自旋向下能带的带隙增加, 总磁矩减小; 当掺杂浓度较大(x=1)时, Sr2-xLaxCrReO6从具有亚铁磁半金属性转化为铁磁金属性.     

Ni 掺杂ZnO纳米线的电子结构与磁性

采用自旋极化密度泛函理论系统研究了Ni掺杂ZnO纳米线的电子结构、磁学和光学性质.磁学性质计算结果显示六种Ni掺杂ZnO纳米线的磁性耦合体系出现了铁磁(FM)、反铁磁(AFM)和顺磁(PM)二种不同的耦合状态.能量计算结果表明Ni原子在纳米线外表面沿[0001]方向替代Zn原子时能量最低,体系的AFM耦合相对稳定,AFM体系表现出金属性.态密度计算结果显示FM耦合在费米能级附近出现了明显的自旋极化现象,发生了强烈的Ni 3d和O 2p杂化效应,掺杂产生的磁矩主要来源于Ni 3d未成对轨道电子和部分O 2p轨道电子的贡献,FM耦合表现出半金属性.另外,光学性质计算结果显示Ni掺杂ZnO纳米线的远紫外吸收峰发生了红移现象,而380 nm附近的近紫外吸收峰发生了明显的蓝移现象,在整个紫外区都表现出了优异的发光性能.以上结果表明Ni掺杂ZnO纳米线是一种很有前途的磁光电子材料.     

石墨烯条带的电子结构与性质:电场及长度效应

在密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)的基础上对宽度上含有8个zigzag链的石墨烯条带(8-ZGNR)的基态和激发态的性质进行了理论研究,着重考察了条带长度及电场的影响.B3LYP杂化泛函的计算结果显示:在基态上,8-ZGNR的最低能量态并不具有磁性,随着长度的增加,才会显示出反铁磁的性质.静电场的加入使8-ZGNR显示出反铁磁性和半金属性.在激发态上,诱导电子会随着外激光脉冲的变化而发生移动和变化,但是相比而言,α自旋电子更容易被激发而产生较明显的诱导电子密度,而β自旋电子则更容易脱离外激光场的控制而产生非绝热现象.     

Fe/Cr超晶格的电子结构和磁性质

应用密度泛函全势线性缀加平面波(FLAPW)方法研究了Fem/Crn (m=3, 4; n=1, 3, 4)超晶格的电子结构和磁性质. 结果表明, Fe3/Cr1和Fe3/Cr3体系的基态中, Fe层间存在铁磁耦合; 而Fe4/Cr4体系基态中, 存在反铁磁耦合; Cr层的磁矩方向交替变化, 交界面上的Fe和Cr间存在反铁磁耦合.     

六角多铁性HoMnO3的电子和能带结构

基于密度泛函理论(DFT)结合投影缀加平面波(PAW)方法, 运用广义梯度近似(GGA), 在考虑电子基态自旋阻挫非共线的磁性结构基础上, 研究了具有六角钙钛矿结构HoMnO₃材料的磁性、电子和能带结构, 并解释了相关实验结果. 结果表明: 当考虑Mn³⁺离子的电子自旋在平面内呈阻挫的三角非共线反铁磁(NAFM)排列时, 六角HoMnO₃的总能降低、能隙变大、磁矩增大、各原子的位置更接近于实验值, 电子态密度(DOS)分布具有与X光吸收谱测量更为一致的结果. 对非共线磁性结构计算得到的电子态密度和能带结构的分析发现, 实验中观察到的1.7和2.3 eV两个光学吸收峰都源于Mn³⁺离子3d与平面内O(3, 4) 2p形成的杂化态与Mn [3d_3z²-r²]之间的电子跃迁, 而Ho 5d空轨道与平面上的O(3, 4) 2p轨道之间在z方向的强烈杂化驱动HoMnO₃产生垂直于平面方向的铁电极化.     

Fe原子吸附对单层WS_2结构和性质的影响

本文采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法研究了Fe原子吸附对单层WS_2结构和性质的影响。研究结果表明:Fe原子吸附在W原子的顶位最稳定,相应的原子吸附能为1.84 eV。Fe与衬底间的相互作用削弱了紧邻W―S键,使其键长增大0.011 nm。由于衬底原子的影响,Fe原子d轨道的电子重新分布,形成了2μB左右的局域原子磁矩。在低覆盖度下(0.125和0.25 ML),磁性作用以超交换作用为主,铁磁序不稳定。而在高覆盖度下(0.5和1.0 ML),Fe原子间距减小,磁性作用以RKKY作用为主,铁磁序稳定。电子结构的计算结果显示,在高覆盖度下,Fe/WS_2结构在费米能级处的电子自旋极化率等于100%。自旋向上与向下通道分别为间接带隙的半导体和金属。在1.0 ML覆盖度下,自旋向上的禁带宽度约为0.94 eV。这说明Fe原子吸附可以将直接带隙的WS_2半导体转变成半金属,形成一种潜在的自旋电子器件材料。     

过渡元素掺杂Fe_3O_4(001)表面磁电性能的理论研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算Fe_3O_4,Fe_3O_4(001)表面以及过渡元素掺杂表面的电子结构和磁性。结果表明Fe_3O_4的半金属性主要来源于B位Fe离子,并且Fe的3d轨道发生强烈自旋极化;比较(001)表面不同终端A和B终端的表面能和电子结构,得出两种终端稳定性存在差异且A终端较稳定同时表现半金属性;由过渡元素V、Cr、Mn、Co、Cu和Zn取代Fe_3O_4(001)表面A终端A位Fe进行掺杂,形成的6种新表面结构都保持了半金属性。对比它们的表面能和磁矩,Mn掺杂的表面结构最稳定并且磁矩明显增大。     

多环芳二酐型聚酯亚胺膜的透气性能

多环芳二酐型聚酯亚胺膜的透气性能李悦生，丁孟贤，徐纪平（浙江大学高分子科学与工程研究所，杭州，３１００２７）（中国科学院长春应用化学研究所）关键词聚醚酰亚胺，聚酯酰亚胺，膜，透气性通常的聚酰亚胺加工性能较差，在芳环二酐的苯环间引入醚键等柔性基团后，其...     

Determination and study on residue and dissipation of benazolin-ethyl and quizalofop-p-ethyl in rape and soil

A QuEChERS (quick, easy, cheap, effective, rugged, and safe) method for the determination of benazolin-ethyl and quizalofop-p-ethyl in rape and soil by high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry has been developed in this study. The residue and dissipation of benazolin-ethyl and quizalofop-p-ethyl in rape and soil were determined with the developed method. The half-lives of benazolin-ethyl in rape straw and soil were 3.7–5.1 days and 14.3–26.3 days, respectively. The half-lives of quizalofop-p-ethyl in rape straw and soil were 5.0-6.1 days and 0.3–9.7 days, respectively. The residue of benazolin-ethyl and quizalofop-p-ethyl in rapeseed and soil were below the detection limit (i.e., 0.5?mg?kg^?1, the maximum residue level of European Union for quizalofop-p-ethyl).     

微量元素与疾病诊断治疗的研究现状及展望

对国内外微量元素与疾病的关系及其诊断治疗的研究现状及研究动向进行了综述，包括：微量元素与地方病、癌肿、心血管病、糖尿病、眼病、神经系统病等。参考文献72篇。     

Ferrocene and ferrocenium modified clays and their styrene and EVA composites

In this work, ferrocene- and ferrocenium-containing salts were employed to modify montmorillonite. X-ray measurements show an increase in the interlayer spacing upon clay modification, which means that the larger and more organophilic cations were inserted into the gallery space of montmorillonite. Attempts to prepare nanocomposites of polystyrene and ethylene vinyl acetate copolymers lead to immiscible systems; the morphology of these systems was elucidated with TEM, XRD and cone calorimetry. The thermal stability of the composites is greater than that of the virgin polymer.     

Ti-V基储氢合金及其氢化物的物相结构与组分优化设计

Ti-V基储氢合金在室温、常压下即可表现出良好的储氢特性,且质量储氢容量明显高于传统AB₅型储氢合金,从而在氢气的精制和回收、运输和储存及热泵等方面有较早的应用。 此外,在混合气体分离、核反应堆中处理氢的同位素、镍氢电池及燃料电池负极材料等方面也得到了广泛的研究与关注。 基于目前Ti-V基储氢合金的研究现状,概述了该类合金的优势、限制性因素(包括成因)及改性手段。 此外,为了进一步理解Ti-V基合金储氢机理、构建合金组分与储氢特性之间的对应关系,本工作重点围绕Ti-V基储氢合金及其氢化物的结构、组分优化设计展开综述,并对其未来研究方向做出展望。     

钒与糖代谢及糖尿病

微量元素钒作为生物体内必需元素，经证实有很重要的生理学功能，与机体糖代谢有十分密切的关系，且能降低糖尿病动物模型的高血糖，极有可能被开发为治疗糖尿病的药物。     

Synthesis and Optical and Redox Properties of Symmetric and Asymmetric BODIPYs

Herein, we present the synthetic route and the photophysical, electrochemical as well as laser properties of novel red‐emitting boron‐dipyrromethenes (BODIPYs) bearing arylethyne moieties. Such functionality is added along the main axis of the chromophore leading to single‐ and double‐substituted derivatives. The relationship between the dye structure and the lasing properties is studied in detail with the help of the photophysical and electrochemical properties as well as quantum mechanical simulations. The asymmetric substitution of the parent dye induces inhomogeneities in the charge distribution, which leads to an overall loss of the fluorescence capacity, mainly in polar media. Such non‐radiative deactivation processes can be softened by decreasing the electron‐donor ability of the substituent or even avoided by symmetrical substitution. Thus, grafting of the arylethyne moieties at the longitudinal axis of the indacene core results in an effective strategy to develop red‐edge BODIPYs with highly efficient and photostable laser emission.     

Conformations and steric and stacking interactions of trisubstituted ureas and thioureas with alkyl and phenyl groups

The monomeric ν(N—H) vibrations of various trisubstituted ureas of the R₂UPh type and -thioureas of the R₂TUPh type have been studied. The trans—out isomerism in the former and the trans—out—cis isomerism in the latter are discussed from the point of view of steric effect. The monomeric ν(N—H) vibrations of RPhUPh and RPhTUPh are also examined. The single band appearing in the spectrum of both ureas is characteristic of the cis form; this suggests the existence of phenyl—phenyl interaction (the stacking interaction proposed by Galabov et al. [10]). Behavior of ν(N—H) vibrations at several concentrations is shown to be clearly different in the three forms (trans, out and cis). The presence of the cis form is confirmed by solvent effect experiments.     

含茂基苯并三氮唑基镧系有机配合物的合成及表征

三茂基镧系化合物和苯并三氮唑在四氢呋喃中反应,合成了7个未见文献报道的含茂基苯并三氮唑基镧系有机配合物,经元素分析、IR和MS测定,从有关数据推测了这类配合物的可能结构。