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1.
First-principles study of structural and opto-electronic characteristics of ultra-thin amorphous carbon films 下载免费PDF全文
Most amorphous carbon(a-C)applications require films with ultra-thin thicknesses;however,the electronic structure and opto-electronic characteristics of such films remain unclear so far.To address this issue,we developed a theoretical model based on the density functional theory and molecular dynamic simulations,in order to calculate the electronic structure and opto-electronic characteristics of the ultra-thin a-C films at different densities and temperatures.Temperature was found to have a weak influence over the resulting electronic structure and opto-electronic characteristics,whereas density had a significant influence on these aspects.The volume fraction of sp3 bonding increased with density,whereas that of sp2 bonding initially increased,reached a peak value of 2.52 g/cm3,and then decreased rapidly.Moreover,the extinction coefficients of the ultra-thin a-C films were found to be density-sensitive in the long-wavelength regime.This implies that switching the volume ratio of sp2 to sp3 bonding can effectively alter the transmittances of ultra-thin a-C films,and this can serve as a novel approach toward photonic memory applications.Nevertheless,the electrical resistivity of the ultra-thin a-C films appeared independent of temperature.This implicitly indicates that the electrical switching behavior of a-C films previously utilized for non-volatile storage applications is likely due to an electrically induced effect and not a purely thermal consequence. 相似文献
2.
在光催化过程中,光催化剂被太阳能激发产生光生电子和空穴,来实现环境净化或能量转换,是应对全球变暖和能源短缺的有效途径之一.然而,光催化技术面临的主要瓶颈问题是光生载流子的低分离效率和高反应能垒.而催化剂本身的特性对这一点起到了决定性的作用.因此,催化剂的合理设计和改性是提高光催化效率的关键.金属有机框架(MOFs)是一类由金属节点和有机配体组成的新型结晶多孔材料.基于结构多样性、超高比表面积、形状和尺寸可调的纳米孔或纳米通道等优异的特性,MOFs基材料在光催化领域引起了广泛关注.然而,MOFs的主要问题之一是低导电性和稳定性,这限制了其更广泛应用.正是由于MOFs的不稳定性,其可以作为牺牲模板制备纳米材料.由MOFs衍生的纳米材料继承了MOFs的优异特性,同时避免了MOFs较差的导电性和稳定性的问题.并且可以通过选择特定的金属节点和有机配体对MOFs衍生的纳米材料进行调控,从而实现光催化剂的多功能性.因此,MOFs衍生物在光催化领域展现出更广阔的应用前景.而且MOFs衍生物不仅可以作为半导体光催化剂,还可以作为光催化析氢、CO2还原、污染物降解等反应的助催化剂.本文重点介绍MOFs衍生物在光催化领域的多功能应用.从MOFs衍生物的制备、修饰和应用等方面对近年来的研究进行了分析和总结.最后,对MOFs衍生物应用于光催化领域的挑战进行了分析,并对未来发展和机遇进行了展望,以期为该领域的进一步研究提供更多参考,并带来新的启示. 相似文献
3.
Fabrication and investigation of ferroelectric memristors with various synaptic plasticities 下载免费PDF全文
In the post-Moore era, neuromorphic computing has been mainly focused on breaking the von Neumann bottlenecks. Memristors have been proposed as a key part of neuromorphic computing architectures, and can be used to emulate the synaptic plasticities of the human brain. Ferroelectric memristors represent a breakthrough for memristive devices on account of their reliable nonvolatile storage, low write/read latency and tunable conductive states. However, among the reported ferroelectric memristors, the mechanisms of resistive switching are still under debate. In addition, there needs to be more research on emulation of the brain synapses using ferroelectric memristors. Herein, Cu/PbZr0.52Ti0.48O3 (PZT)/Pt ferroelectric memristors have been fabricated. The devices are able to realize the transformation from threshold switching behavior to resistive switching behavior. The synaptic plasticities, including excitatory post-synaptic current, paired-pulse facilitation, paired-pulse depression and spike time-dependent plasticity, have been mimicked by the PZT devices. Furthermore, the mechanisms of PZT devices have been investigated by first-principles calculations based on the interface barrier and conductive filament models. This work may contribute to the application of ferroelectric memristors in neuromorphic computing systems. 相似文献
4.
正畸矫治过程中,正畸弓丝与托槽间的相对滑动趋势将产生摩擦力,进而降低有效矫治力,影响矫治的性能和效率. 针对目前正畸摩擦力预测方法量化预测精度低的问题,依据正畸弓丝与托槽间的几何关系、力学关系及物理参数,提出一种基于分力叠加原理的计及接触角度的正畸摩擦力预测模型建立方法. 探究影响正畸摩擦力的主要因素以及变化规律,提出采用有限滑动法测量正畸摩擦力,搭建了基于六维力传感器的正畸摩擦力测量系统,进行了不同弓丝-托槽组合和不同接触角度的摩擦力测量,试验数据与预测模型的理论数据间误差率处于0.55%~9.65%之间,证明该预测模型可为医师明确正畸矫治器参数-摩擦力-矫治力的关系提供理论依据,为实现数字化正畸提供理论支撑,保证个性化正畸方案的高效、高可靠性和高舒适度,最终达到轻力矫治的效果. 相似文献
5.
6.
镓是第一个根据化学元素周期律预言并在自然界中证实的元素,是室温下电导率和热导率均为最大的液态物质,镓在电子工业中得到了广泛应用,被誉为电子工业“脊梁”。近十几年来,镓的更多应用潜力被发掘出来,在电子工业、散热、增材制造、柔性机器、生物医学等领域均有重要的应用前景。 相似文献
7.
核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)法可以鉴定化合物的结构和组分,并在反应过程监控等方面提供强有力的支撑,得到了广泛应用.结合核磁共振波谱仪的实际使用情况,对波谱仪的日常维护、常见故障以及排查方法进行探讨,为更好地使用和维护仪器提供一种思路. 相似文献
8.
9.
日益严重的能源危机和环境污染问题使得探索清洁的可再生能源载体及减少对传统化石燃料的过度依赖成为人们面临的一项重要任务.因此,各种可持续能源如太阳能、风能、海洋能和生物质能等得到了广泛研究并取得了一定的进展.然而,这些能源因存在间歇性和不稳定性等缺点阻碍了其实际应用.近年,氢气作为一种能源载体,以其高能量密度和无碳排放的优点引起了人们的广泛关注,被认为是缓解日益严重的污染问题的最有前途的环保能源.对比目前采用的天然气热解和煤炭气化等传统制氢策略,电催化水裂解由于催化效率高,制氢纯度高和不产生温室气体,被认为是高效、环保、可持续的制氢策略.电催化水裂解由两个独立的半反应组成,分别是析氢反应和析氧反应.析氢反应作为水裂解的一个半反应,在降低制氢成本及提高产氢催化效率方面起着关键作用.然而,目前的核心问题之一是要开发高效的析氢电催化剂,以加快反应速度.目前,铂和铂基纳米材料被认为是高效的析氢电催化剂,但是其稀缺性和高成本阻碍了大规模实际应用.金属磷化物由于具有较高的本征活性并且在不同的电解质中都具有良好的电催化析氢性能,被证明是一种优良的析氢电催化剂.此外,与普通催化剂相比,金属磷化电催化剂还具有合成简便、效率高、成本低、省时等优点.本文详细介绍了近年人们在金属磷化物用于电催化析氢研究中取得的进展.首先,介绍了电催化析氢反应机理,金属磷化物的结构及作用,并对其优缺点进行了总结;随后,综述了金属磷化物的合成方法,包括后处理、原位生成和电沉积策略,并对不同方法进行了比较和讨论.此外,从元素掺杂、界面工程、空穴工程、修饰特定载体、构建特定纳米结构、设计双或多金属磷化物和其他发展的新方法等七个方面详细总结了促进金属磷化物电催化活性的多种策略,并进行了对比和讨论.最后,归纳了金属磷化物在电催化析氢应用中存在的问题和面临的挑战,并对未来的研究发展提出了展望. 相似文献
10.
本文采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,分别计算了120 GPa的压力范围内钇铝石榴石理想晶体和含氧空位点缺陷晶体的光学性质.计算数据表明:(1)在120 GPa的压力范围内其理想晶体和含2+价氧离子空位(形成能最低)的缺陷晶体在可见光区不存在光吸收(是透明的).(2)压力加载将导致其反射谱峰值强度降低,且空位缺陷的存在使其峰值强度进一步减弱.这些结果对进一步实验有重要的参考价值. 相似文献