α-Al2O3(0001)表面弛豫及其对表面电子态的影响

在周期边界条件下的κ空间中 ,采用基于密度泛函理论的局域密度近似平面波超软赝势法 ,对最外表面终止层为单层Al的α Al2 O3 超晶胞 (2× 2 ) (0 0 0 1)表面结构进行了弛豫与电子结构计算研究 .结果表明 ,最外表面Al-O层有较大的弛豫 ,明显地影响了表面原子与电子结构 ,布居分析表明表面电子有更大的几率被定域在O原子的周围 ,表现出O的表面态 .进一步分析了表面弛豫前后表面电子密度、态密度变化 ,表面能级分裂主要来自于O的 2 p轨道电子态变化 .通过对比弛豫前后的表面电子局域函数 (ELF)图 ,分析了表面成键特性 .     

四方相BaTiO3铁电性的第一性原理研究

在广义梯度近似下，利用超软赝势对立方相和四方相BaTiO3晶胞中Ti原子沿c轴位移时体系的能量、原子间电子云重叠布局数和各原子上的净电荷等进行了自洽计算.结果显示，当Ti原子沿c轴位移0012nm时，四方相BaTiO3体系能量最低，其自发极化强度为0261C/m2，该结果与实验数据相符合；同时表明，O原子的2p轨道和Ti原子的3d轨道的杂 化是BaTiO3晶体出现铁电性的重要原因. 关键词： 四方相BaTiO3 铁电性 位移 态密度     

钛酸钡薄膜生长初期粒子形态及其反应机理的模拟研究

在激光分子束外延生长钛酸钡(BaTiO₃,BTO)薄膜过程中,初期多粒子碰撞反应过程是薄膜形成的关键过程。本文采用密度泛函理论中的广义梯度近似(DFT/GGA),在PW91/DNP水平上研究了Ba、Ti、O、O₂、BaO、TiO₂以及BTO分子在真空中的优先反应形成与演化过程,计算研究了它们碰撞反应及其中间体的形成机理,获得了相应中间体的几何结构、过渡态及反应活化能,并运用前线轨道理论分析了BTO分子形成机理。对比BTO、SrTiO相似文献   

SrTiO3薄膜生长初期Sr,Ti,O原子分子反应机理的理论研究

在激光分子束外延(LMBE)生长SrTiO3(STO)薄膜过程中,激光闪蒸出的Sr,Ti,O原子的微观反应过程及粒子形态是STO薄膜生长初期形成的关键.采用密度泛函理论中的广义梯度近似(DFT/GGA)方法,在PW91/DNP水平上研究了Sr,Ti,O原子在真空中的优先反应过程和形态,计算研究了SrO,TiO2和STO分子形成的反应机理,获得了相应的中间体和过渡态及反应活化能,并运用前线轨道理论分析了STO分子的形成机理.对比计算了STO分子可能的几何构型,得到了比较稳定的构型,其几何特征与STO单胞部分相似.计算研究表明,SrO,TiO2,STO分子是LMBE外延生长STO薄膜初期的主要粒子形态.     

α-Al2O3(0001)基片表面结构与能量研究

对α-Al2O3(0001)晶体表层三种不同终止原子结构的计算模型,在三维周期边界条件下的κ空间中,采用超软赝势平面波函数描述多电子体系.应用基于密度泛函理论的局域密度近似,计算了不同表层结构的体系能量,表明最表层终止原子为单层Al的表面结构最稳定.对由10个原子组成的菱形原胞进行了结构优化,得到晶胞参数值(a0＝0.48178nm)与实验报道值误差小于1.3%.进一步计算了超晶胞(2×2)表面弛豫,弛豫后原第2层O原子层成为最表层; 对不同表层O,Al原子最外层电子进行了布居分析,表面电子有更大的概率被定域在O原子的周围,表面明显地表现出O原子的电子表面态.     

微波处理技术在材料科学工程中的应用

本文介绍了微波处理技术在材料科学与工程中的应用及原理，以及微波 技术的特点和优势，并指出了应用中的技术难点。     

铁电存储技术

简要说明了铁电随机存储器的工作原理及特点，详细阐述了阻碍铁电存储技术发展的技术难点，重点讨论了铁电薄膜材料的疲劳机理，并对铁电存储器的发展作了展望。     

氧化石墨制备温度对石墨烯结构及其锂离子电池性能的影响

采用改进的Hummers 法, 以石墨粉为原料制备氧化石墨, 然后使用微波还原法制备石墨烯, 最后以石墨烯作为负极材料组装锂离子电池. 系统的研究了高温氧化阶段中温度对氧化石墨的氧化程度、石墨烯的还原程度和比表面积以及锂离子电池性能的影响. 利用场发射扫描电镜(FESEM)、 X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射仪(XRD)、BET测量仪对氧化石墨和石墨烯的微观结构及比表面积等进行测试和表征. XRD, XPS及电化学测试的结果显示当高温阶段氧化温度为90 °C时, 氧化石墨的氧化程度最高, 相应的石墨烯也具有最高的还原程度和最大的比表面积423.2 m²/g, 同时石墨烯锂离子电池也具有更好的性能: 首次放电比容量为1555.5 mAh/g, 充电容量为1024.6 mAh/g, 其循环放电比容量达到600 mAh/g.     

Temperature dependence of the thickness and morphology of epitaxial graphene grown on SiC （0001） wafers

Epitaxial graphene is synthesized by silicon sublimation from the Si-terminated 6H–SiC substrate. The effects of graphitization temperature on the thickness and surface morphology of epitaxial graphene are investigated. X-ray photoelectron spectroscopy spectra and atomic force microscopy images reveal that the epitaxial graphene thickness increases and the epitaxial graphene roughness decreases with the increase in graphitization temperature. This means that the thickness and roughness of epitaxial graphene films can be modulated by varying the graphitization temperature. In addition, the electrical properties of epitaxial graphene film are also investigated by Hall effect measurement.     

射频溅射制备的BST薄膜介电击穿研究

采用射频溅射制备BST薄膜，研究了薄膜的介电击穿特性.实验表明，在电压增大到传统击穿电压(电流密度出现瞬时增大时的电压)之前，薄膜性能已被破坏，发现在传统击穿状态之前存在另一个新状态——初始击穿状态.通过测试各状态的J-V(电流密度-电压)、J-T(电流密度-温度)特性分析其导电机理，建立了薄膜结构、漏电性能随电场强度增大而变化的模型.最后提出了确定实际意义上击穿电压的方法. 关键词： BST薄膜 介电击穿 漏电流