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1.
锡二硫族化合物可以通过改变硫和硒的含量来连续调控三元合金材料的带隙、载流子浓度等物理化学性质,在电子和光电子器件应用上具有巨大的潜力。本文采用化学气相沉积(CVD)技术可控地制备了不同元素组分的SnSxSe2-x(x=0,0.2,0.5,0.8,1.0,1.2,1.5,1.8,2.0)单晶纳米片。采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、能量色散X射线光谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)以及拉曼光谱等手段对SnSxSe2-x纳米片进行了综合表征。结果表明本方法成功实现了元素百分比可调的SnSxSe2-x单晶纳米片的可控制备。重点研究了依赖于元素百分比的SnSxSe2-x的拉曼特征谱,实验结果与基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算得到的SnSxSe2-x的拉曼仿真谱高度吻合,理论计算结果较好地诠释了实验拉曼光谱发生变化的原因。本研究提供了一种元素百分比可调的三元SnSxSe2-x单晶纳米片的可控制备方法,同时对锡二硫族化合物的明确、无损识别提供了方案。  相似文献   
2.
The reaction of N2 with trinuclear niobium and tungsten sulfide clusters Nb3Sn and W3Sn (n=0–3) was systematically studied by density functional theory calculations with TPSS functional and Def2-TZVP basis sets. Dissociations of N−N bonds on these clusters are all thermodynamically allowed but with different reactivity in kinetics. The reactivity of Nb3Sn is generally higher than that of W3Sn. In the favorite reaction pathways, the adsorbed N2 changes the adsorption sites from one metal atom to the bridge site of two metal atoms, then on the hollow site of three metal atoms, and at that place, the N−N bond dissociates. As the number of ligand S atoms increases, the reactivity of Nb3Sn decreases because of the hindering effect of S atoms, while W3S and W3S2 have the highest reactivity among four W3Sn clusters. The Mayer bond order, bond length, vibrational frequency, and electronic charges of the adsorbed N2 are analyzed along the reaction pathways to show the activation process of the N−N bond in reactions. The charge transfer from the clusters to the N2 antibonding orbitals plays an essential role in N−N bond activation, which is more significant in Nb3Sn than in W3Sn, leading to the higher reactivity of Nb3Sn. The reaction mechanisms found in this work may provide important theoretical guidance for the further rational design of related catalytic systems for nitrogen reduction reactions (NRR).  相似文献   
3.
A detailed study of the geometry, aromatic character, electronic and magnetic properties for a series of positively charged N-doped polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) was performed. Magnetic properties of the examined molecules were analyzed by means of the magnetically induced current density calculated using the diamagnetic-zero version of the continuous transformation of origin of current density (CTOCD-DZ) method. The comparative study of the local aromaticity of the studied molecules was performed using several different indices: energy effect (ef), harmonic oscillator model of aromaticity (HOMA) index, six centre delocalization index (SCI) and nucleus independent chemical shifts (NICS). The presence of N-atoms in the inner rings was found to cause a planarity distortion in the studied N-doped systems. The geometric changes and charged nature of the studied N-doped systems do not significantly influence the current density and the local aromaticity distribution in comparison with the corresponding parent benzenoid hydrocarbons. The present study demonstrates how quantum chemical calculations can be used for rational design of novel PAHs and for fine tuning of their properties.  相似文献   
4.
Dehydrogenation of an organic compound is the first and the most fundamental elementary reaction in many organic reactions. In ethanol oxidation reaction (EOR) to form CO2, there are a total of 46 pathways in C2HxO (x=1–6) species leading to the removal of all six hydrogen atoms in five C−H bonds and one O−H bond. To investigate the degree of dehydrogenation in EOR under operando conditions, we performed density function theory (DFT) calculations to study 28 dehydrogenation steps of C2HxO on Ir(100). An activation energy surface was then constructed and compared with that of the C−C bond cleavages to understand the importance of the degree of dehydrogenation in EOR. The results show that there are likely 28 dehydrogenations in EOR under fuel cell temperatures and the last two hydrogens in C2H2O are less likely cleaved. On the other hand, deep dehydrogenation including 45 dehydrogenations can occur under ethanol steam reforming conditions.  相似文献   
5.
Supercapacitors (SCs) with high energy density and power density are a research hotspot. Herein, we report a flexible porous carbon membrane supercapacitor prepared by electrospinning polyacrylonitrile (PAN) with γ-cyclodextrin-MOF (γ-CD-MOF) and then carbonizing at 900 °C. BET results showed that the supercapacitor retained the skeleton of γ-CD, γ-CD-MOF and the pores formed by the spun-fibers, which were 0.73, 1.09 and 23–186 nm, respectively, showing a high specific surface area of 134.7 m2/g. The hierarchically porous structures ensure rapid charge transfer and ion diffusion, resulting in the PAN/γ-CD-MOF carbon electrode with a high capacity of 283.3 F/g. Moreover, the supercapacitor had a high energy density up to 17.5 Wh/kg and power density up to 6 kW/kg. Significantly, it showed excellent cycle stability with a capacitance retention of 97.5% after 6000 cycles. This work provides a supramolecular strategy to construct a flexible porous carbon membrane, which has potential for supercapacitor applications.  相似文献   
6.
二维材料MXene纳米片由于具有较大的比表面积和较高的电子迁移率而受到广泛的关注。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算,对单层MXene纳米片Ti2N电磁特性的过渡金属(Sc、V、Zr)掺杂效应进行了系统研究。结果表明,所有过渡金属掺杂体系结合能均为负值,结构均稳定;其中Ti2N-Sc体系的形成能为-2.242 eV,结构更易形成,且保持稳定;掺杂后Ti2N-Sc、Ti2N-Zr体系磁矩增大;此外,Ti2N-Sc体系中保留了较高的自旋极化率,达到84.9%,可预测该体系在自旋电子学中具有潜在的应用价值。  相似文献   
7.
分子构象的聚类是搜索分子动力学模拟轨迹中代表构象的主要方法。 它是分析复杂构象改变或分子间相互作用机制的关键步骤. 作为一种基于密度的聚类算法,密度峰值搜索算法因其聚类的准确度而被应用于分子聚类过程中. 但随着模拟时长的增长,密度峰值搜索算法较低的计算效率限制了其应用的可能. 本文提出K-means密度峰值搜索算法的聚类算法,它是密度峰值搜索算法在计算效率方面的一个扩展版本,用于解决密度峰值搜索算法中巨大的资源消耗问题. 在K-means密度峰值搜索算法中,首先,通过高效的聚类算法(例如K-means)进行初始聚类,得到的聚类中心被定义为具有权重的典型点. 然后,对加权的典型点通过密度峰值搜索算法实现二次聚类,并细化点为核心点、边界点、加细光晕点. 在与密度峰值搜索算法具有相似的精度的同时,计算复杂度由O(n2)降至O(n). 通过二面角,二级结构,关联图描述的分子构象,将KFDP用于多个模拟轨迹的聚类过程中. 并通过与K-means聚类算法,DBSCAN聚类算法的比较结果,验证了K-means密度峰值搜索算法的优势.  相似文献   
8.
Bin Hu 《中国物理 B》2022,31(5):58102-058102
V-based kagome materials AV3Sb5 (A=K, Rb, Cs) have attracted much attention due to their novel properties such as unconventional superconductivity, giant anomalous Hall effect, charge density wave (CDW) and pair density wave. Except for the 2a0×2a0 CDW (charge density wave with in-plane 2×2 superlattice modulation) in AV3Sb5, an additional 1×4 (4a0) unidirectional stripe order has been observed at the Sb surface of RbV3Sb5 and CsV3Sb5. However, the stability and electronic nature of the 4a0 stripe order remain controversial and unclear. Here, by using low-temperature scanning tunneling microscopy/spectroscopy (STM/S), we systematically study the 4a0 stripe order on the Sb-terminated surface of CsV3Sb5. We find that the 4a0 stripe order is visible in a large energy range. The STM images with positive and negative bias show contrast inversion, which is the hallmark for the Peierls-type CDW. In addition, below the critical temperature about 60 K, the 4a0 stripe order keeps unaffected against the topmost Cs atoms, point defects, step edges and magnetic field up to 8 T. Our results provide experimental evidences on the existence of unidirectional CDW in CsV3Sb5.  相似文献   
9.
延安是中国共产党领导革命的中心和战略总后方,是革命的红色摇篮。延安时期出版了大量具有历史、文化以及教育意义的红色文献,这些红色文献记载了中国共产党波澜壮阔的发展历程,也反映了延安时期不断发展的科技生产水平与独特的制浆造纸工艺,具有重要的研究价值。然而,延安时期出版的红色文献虽距今不到百年时间,但其保存现状不容乐观,普遍存在纸张老化、焦脆易碎等问题,大量文献急需科学检测与修复保护,以延长其保存寿命。目前,针对延安时期红色文献的检测研究仍存在较大空白。考虑到红色文献的珍贵性与特殊性,应当尽可能选择无损检测方法对其分析检测。基于衰减全反射-傅里叶变换红外光谱法(ATR-FTIR),以木素1 510 cm-1处特征峰与纤维素1 030 cm-1处特征峰的强度作为定量依据,建立了造纸原料与红色文献纸张中木素相对含量的无损检测方法。通过检测不同碱强度与碱浓度处理后的构皮、苦竹与杨木的木素含量,考察了制浆过程中碱处理条件对造纸原料脱木素程度的影响,同时体现了红外光谱法测定木素相对含量的普适性。以复旦大学图书馆藏的76册延安时期红色文献为研究对象,分析了红色文献的纸张木素含量与纸张pH值以及纸张氧化度的相互关系。结果表明,木素相对含量高于25%的红色文献,其纸张pH集中在3~4之间且纸张氧化度较高,文献整体保存状况堪忧;而木素相对含量低于25%的红色文献,其纸张氧化度与酸度较低,文献整体保存情况较好。以上结果验证了红外光谱无损检测法用于延安时期红色文献木素含量分析的可行性,并结合纸张氧化度与酸度数据提出了纸张木素含量的合适范围,为制浆造纸中植物原料的脱木素过程提供参考。拓展了红外光谱法在红色文献无损检测中的应用范围,以期为延安时期红色文献的修复与保护研究提供科学依据。  相似文献   
10.
木材密度可以反映木材的干缩性、抗压抗拉强度等多种物理性质,是重要的木材物理特性。采用近红外光谱技术能够实现木材密度的快速预测,可克服传统检测方法耗费人力、物力、时间的弊端,但建模结果往往受异常样本的影响。为准确识别并剔除样本集中的异常样本,提出一种孤立森林结合学生化残差方法(IFSR),在利用孤立森林集成特征的优点基础上考虑样本对模型的影响度,可同时检测异常样本与强影响样本。该研究对181个落叶松木材样本的近红外光谱及其在常温下的气干密度进行了测定。通过对比多种方法预处理和特征选择方法,确定采用标准正态变量变化(SNV)+去趋势处理(DT)+均值中心化(MC)+标准化(Auto)方法进行预处理,采用竞争性自适应重加权算法(CARS)进行特征波段选择,消除噪声及无关信息对算法的影响,简化数据集,提高算法剔除异常样本的准确性。为验证IFSR方法剔除异常样本的能力,将其与蒙特卡洛交互验证(MCCV)、马氏距离(MD)等其他六种异常检测方法对比分析,建立偏最小二乘(PLS)模型对其进行异常检测性能评价。同时在上述基础上采用粒子群寻优-支持向量机回归(PSO-SVR),BP神经网络(BPNN)与PLS分别建立落叶松木材密度近红外预测模型。结果表明,IFSR结合PSO-SVR方法得到的优化模型预测能力最强,IFSR可有效剔除奇异样本,提高模型精度。  相似文献   
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