给/吸电子基团取代对PPV类电致发光聚合物光电特性的影响

用量子化学的AM1和EHMACC/CO方法计算PPV,MEH-PPV和CN-PPV的电子和能带结构,讨论了烷氧基(-OR)和氰基(-CN)侧基取代对PPV类电致发光聚合物光电特性的影响.计算结果表明:给电子基团(-OR)取代使聚合物的HOCO(最高占据晶体轨道)能级升高,电离势减小,而吸电子基团(-CN)取代使LUCO(最低未占据晶体轨道)能级降低,电子亲和势增大,两者都使聚合物能隙降低,同时使聚合物的导电类型由PPV的p型转变成CN-PPV的n和p兼容型.该结果解释了MEH-PPV和CN-PPV光谱的红移及CN-PPV高的电致发光效率,为设计新型高效的PPV类电致发光聚合物提供了理论基础.     

O、Se和Te掺杂对单层MoS2电子能带结构和光学性质的影响

利用密度泛函理论第一性原理,计算了本征单层MoS2以及O、Se和Te掺杂单层MoS2的结构参数、能带结构、氧化还原电势、态密度、光吸收特性和光催化潜力.结果表明,本征和掺杂单层MoS2的晶胞参数、键长随原子半径的增大而增大,键角随原子半径的增大而减小.掺杂后禁带宽度变小,导电性增强.本征和掺杂的单层MoS2的导带底电位负于水解制氢反应的还原势,其价带顶电位正于水解制氢反应的氧化势,均具有光催化水解制氢的潜力.但是,本征和O掺杂,由于价带顶与导带底电位相应于水的氧化还原势和电子空穴需求量均存在不平衡,使其光解水性能不理想.然而,Se和Te掺杂可以平衡其还原与氧化能力,改善单层MoS2的光催化的性能,其中Se掺杂改善效果最为明显.同时,掺杂后的单层MoS2对可见光吸收效率增强.此研究有助于筛选合适的单层MoS2掺杂元素,提高单层MoS2材料的光催化水解制氢性能.     

稀土元素与In共掺对SnO2导电性能影响的第一性原理研究

AgSnO2触头材料中的SnO2近乎绝缘,为了提高触头材料的电性能提出了稀土材料La、Ce、Y和In共掺杂的方法.采用基于密度泛函的第一性原理对SnO2以及单掺杂稀土元素的SnO2和共掺稀土元素和In的SnO2晶胞进行能带和态密度的计算.结果表明:掺杂后的材料仍旧是直接带隙半导体材料,都具有热稳定性,共掺杂可以进一步使得导带底、价带顶向费米能级附近移动,进而窄化带隙;共掺杂比单掺的电子有效质量小,电导率大,其中Y和In共掺杂的导电性最好.共掺杂比单掺稀土元素更能提高AgSnO2触头材料的导电性,为触头材料的发展提供了理论依据.     

Co对单层MoS_2电子结构与磁性的影响

为了研究Co对单层MoS_2电子结构和磁性的影响,本文基于第一性原理,采用数值基组的方法计算了Co吸附式掺杂、Co替代式掺杂单层MoS_2的能带结构、态密度以及分析了其结构的稳定性.结果发现:Co替换式掺杂体系的形成能较低,实验上容易实现;Co在Mo位吸附的稳定性强于在S位吸附;Mo位吸附体系的总磁矩为0.999μB,其磁矩的主要来源于Co原子的吸附所贡献的0.984μB,Co原子的掺杂体系总磁矩为1.029μB,其磁矩的主要由Co原子替代掉一个Mo原子所贡献的磁矩为0.9444μB,相比于吸附体系,Co原子对磁矩的贡献率有所降低;无论是Co吸附在单层MoS_2表面还是Co直接替代掉Mo原子的掺杂体系,Co原子3d轨道的引入是引起单层MoS_2体系磁性的主要原因.     

MgO缺陷和不规则表面吸附Cl2的电子结构研究

采用从头算程序对MgO表面 3种不同配位位置吸附Cl2 的构型进行优化 ,并用扩展休克尔紧束缚 (EHT)晶体轨道方法对MgO的缺陷和不规则表面吸附Cl2的可能构型进行能带计算 ,讨论了吸附前后能带组成和成键性质的变化。研究表明 :MgO表面吸附Cl2 将更趋向于吸附在O原子上而非Mg原子上 ,而且在 3种配位中MgO表面三配位氧最有利于吸附Cl2 ;吸附时 ,电子从O原子转移到Cl2 分子的反键轨道 ,但是各种吸附构型的MgO表面对Cl2 的吸附作用均比较微弱 ,是典型的物理吸附。     

用hartree等三种方法计算固体电子能带结构的讨论

本文对用于固体电子能带结构计算的Ｈａｒｔｒｅｅ 方法、 Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ方法和 Ｋｏｈｎ—Ｓｈａｍ方法在方 程形式、物理概念、适用范围以及存在的缺陷等方面 进行了详细的讨论．     

能带论自洽LMTO方法计算金属铜的零温物态方程

 用密度泛函框架下的自洽LMTO方法，在计算一系列晶格常数的Cu的能带结构的基础上，计算了Cu的零温物态方程。压缩度为1.0～4.5。计算结果与两种基于实验数据的半经验方法所得结果以及Albers等人的计算结果进行了比较，其高压部分亦与带量子交换修正的TFC模型结果作了比较，说明计算结果是合理的。进一步的研究可为修正半经验方法提供依据。弄清与TFC理论的异同，对多体系统相互作用有更进一步的了解。     

p-HgCdTe反型层中的子能带色散关系和Landau能级

本文从Kane模型出发并考虑表面自旋轨道相互作用,推出了窄禁带半导体子能带色散关系和Landau能级的表达式,并在4.2K下对p-HgCdTe MIS结构样品测定了电容电压谱、磁导振荡谱和迴旋共振谱,从实验上确定了子能带色散关系和Landau能级表达式中所包括的子能带参数和自旋轨道祸合强度,从而定量地给出HgCdTe反型层电子子能带色散关系和Landau能级扇形图;定量描述了零场分裂效应和Landau能级的移动和交叉效应。     

单壁碳纳米管的轴向能带工程

单壁碳纳米管具有优异的电子学特性,是制备新一代高性能集成电路的重要材料.碳纳米管芯片之路存在诸多挑战,包括直径和手性的控制生长方法、金属性和半导体性单壁碳纳米管的分离方法、器件加工与集成方法等.这些课题从本质上讲大多属于化学问题,因此碳纳米管芯片研究为化学家们提供了新的机遇与挑战.过去10年来,我们围绕单壁碳纳米管的轴向能带工程这一研究思路,开展了一系列碳纳米管芯片的基础探索工作,发展了若干有效的单壁碳纳米管局域能带的调控方法,包括温度阶跃生长法、脉冲供料生长法、基底调控法以及形变调控法等.本文系统地阐述了这些局域能带调控方法,为使读者对该领域的研究进展有一个较为全面的了解,文中对其他课题组开展的代表性工作也给予了综述性介绍.