效率15.05%!首次发现并制备具有反向量子阱分布的高稳定2D钙钛矿太阳能电池

<正>能源一直是人类文明发展的重要动力。煤炭、石油等传统化石能源曾对社会的进步起到功不可没的作用,但储存量却十分的有限。同时,化石燃料的燃烧伴随大量的温室气体和污染物的排放,导致环境恶化。因此,发展新型储量丰富的清洁能源势在必行,太阳能作为一种清洁可再生能源被寄予很大希望。     

Compression behavior and spectroscopic properties of insensitive explosive 1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzene from dispersion-corrected density functional theory

Using dispersion corrected density functional theory, we systematically examined the pressure effect on crystal structure, cell volume, and band gap of 1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzene(TATB) to understand its extraordinary chemical stability. Analysis of the Mulliken population and the electron density of states implied a possible charge transfer in TATB with increasing pressure. Raman and infrared spectra of TATB under hydrostatic pressure up to 30 GPa were simulated.The observed strong coupling between NH_2 groups and NO_2 groups with increasing pressure, which is considered to have a tendency of energy transfer with these vibrational modes, was analyzed. The pressure-induced frequency shift of selected vibrational modes indicated minor changes of molecular conformation mainly by the rotation of NH_2 groups. Compression behavior and spectroscopic property studies are expected to shed light on the physical and chemical properties of TATB on an atomistic scale.     

Irradiation-induced void evolution in iron:A phase-field approach with atomistic derived parameters

A series of material parameters are derived from atomistic simulations and implemented into a phase field(PF) model to simulate void evolution in body-centered cubic(bcc) iron subjected to different irradiation doses at different temperatures.The simulation results show good agreement with experimental observations — the porosity as a function of temperature varies in a bell-shaped manner and the void density monotonically decreases with increasing temperatures; both porosity and void density increase with increasing irradiation dose at the same temperature. Analysis reveals that the evolution of void number and size is determined by the interplay among the production, diffusion and recombination of vacancy and interstitial.     

中等尺寸磷团簇Pn(n=21-29)基态结构的遗传算法搜索

应用遗传算法结合第一性原理密度泛函理论,对中等尺寸的磷团簇体系Pn(n=21-29)做了全局搜索,研究其基态结构和电子性质。研究结果显示中等尺寸磷团簇的结构较为复杂,整体结构为管状链式结构,绝大部分没有对称性或对称性很低。团簇体系的二阶能量差分和HOMO-LUMO能隙都存在奇偶振荡,其中偶数尺寸的磷团簇要比奇数尺寸具有相对更高的稳定性。     

氢、氮、铍、锂原子在缺陷富勒烯CX（x=58-62）中的吸附与渗透

碳富勒烯包合物由于潜在的应用前景受到广泛关注。我们采用第一性原理方法计算了氢、氮、锂、铍原子在不同碳富勒烯中的吸附和穿越。根据原子在不同碳富勒烯笼中的势能曲线,我们给出了原子穿越碳富勒烯笼的势垒和势阱,归纳出原子穿越碳笼机理分为插入机理、渗透机理以及插入机理和渗透机理的混合机理。     

Fe2+取代对MgSiO3钙钛矿高温高压物性的影响

(Mg, Fe)SiO₃钙钛矿是下地幔中最主要的候选矿物成分之一, 关于其高温高压特性的研究对于深层地幔状态的理解和地震波变化规律的探索具有重要意义. 应用第一性原理计算了MgSiO₃和(Mg_0.75, Fe_0.25)SiO₃在0–140 GPa静水压范围内的晶体结构和弹性模量, 并由Voigt-Reuss-Hill方程计算了地震波速随压力的变化, 利用准简谐近似下的Debye模型模拟了高温效应, 分析了Fe²⁺取代Mg²⁺后镁铁钙钛矿弹性和热学性质的变化, 推断Fe²⁺取代行为软化了MgSiO₃等含镁的地球深部矿物的地震波速. 为解释地幔中某些区域的地震波速软化现象提供了一个有力的理论依据. 关键词： 钙钛矿 铁 高压 波速     

CdTe和HgTe电子结构的紧束缚模型计算

基于局域密度近似(LDA或GGA)的密度泛函理论计算往往低估体系的禁带宽度,而这一低估对窄带隙半导体尤为严重.尽管基于混合泛函的密度泛函理论能有效地修正这一误差,但是由于计算量较大仍无法用于计算较大体系.本文发展了一组能够比较准确描述CdTe和HgTe晶体电子结构的紧束缚参数.将基于混合泛函的密度泛函计算结果作为输入,我们构建了正交的sp~3s~*基组下的紧束缚模型.此模型能够比较准确地描述能带结构在费米面附近4 eV范围内的色散关系.利用当前模型计算了CdTe和HgTe非晶的电子态密度,计算结果与他人的理论计算和实验值符合较好.     

纳秒激光烧蚀铝材料的二维数值模拟

为了探索纳秒脉冲强激光与材料的相互作用机理,建立了二维数值模型,利用有限差分法对纳秒激光脉冲烧蚀金属铝的温度场进行了数值模拟.通过对比不同脉宽、光斑和能量下激光引起的温度场随时间的演化,发现脉冲的前期温度升高比后期快.等温图显示中心温度升高最快,烧蚀轮廓与激光束形状相似,烧蚀深度达1—5 μm.脉宽越长,烧蚀越窄和越深,光斑越大,烧蚀越宽和越浅.数值研究表明,1)激光的脉冲形状、脉宽和功率密度直接影响烧蚀的形状和深度,2)激光功率密度在10⁹ W/cm²量级烧蚀     

甲烷晶体的晶格能和弹性性质: 不同方法及泛函的评估

通过对甲烷晶体进行结构、晶格能和弹性特性的研究, 评估了不包含和包含色散能量修正的密度泛函理论的性能. 我们分别利用不包含色散能量修正的密度泛函理论(DFT) (包含不同的标准泛函和杂化泛函)和包含色散能量修正的密度泛函理论(DFT-D)计算了甲烷晶体特性, 并与实验作对比. 尽管DFT-D 与传统密度泛函理论及杂化密度泛函理论相比, 修正了甲烷晶体中的范德华(vdW)相互作用, 但是一些修正方案过分修正了这种相互作用. 因此, 人们在使用DFT-D方法时务必谨慎.     

笼状金团簇的休克尔模型研究

这篇文章分别用简单和扩展休克尔模型处理四种具有较大尺寸的笼状Au团簇（Au32,Au42,Au50,Au72）,这四种团簇经理论计算预言具有较高的稳定性. 将两种休克尔模型计算得到的能级分布,最高占据分子轨道(HOMO)与最低未占据分子轨道（LUMO）之间能隙,以及平均结合能与密度泛函理论的计算结果进行比较,探讨了采用休克尔模型研究笼状Au团簇的适用性,进而讨论了这些笼状团簇的球形芳香性.