水热法合成纳米花状二硫化钼及其微观结构表征

本文以钼酸钠、硫代乙酰胺为前驱体, 硅钨酸为添加剂, 成功用水热法合成高纯度纳米花状二硫化钼. 产物特性用X射线衍射(XRD)、能量色散谱(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)进行表征. XRD和EDS图显示实验产物为二硫化钼, 且其结晶度和层状堆垛良好. SEM图谱则表明二硫化钼为纳米花状结构, 颗粒直径300 nm左右, 由几十上百片花瓣组成, 每片花瓣厚度十个纳米左右. 通过以硅钨酸为变量的梯度实验, 研究发现, 硅钨酸对于纳米花状MoS₂的形成具有重要作用, 不添加硅钨酸, 无法形成纳米花状MoS₂, 此外, 硅钨酸的剂量会影响合成MoS₂的大小和形貌. 本文还对纳米花状二硫化钼的形成机理做了初步的讨论.     

单层MoS_2分子掺杂的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法的计算,研究了通过吸附不同有机分子对单层MoS2进行化学掺杂.计算结果表明有机分子与MoS2单层衬底间的相互作用主要是范德瓦尔斯作用力.吸附不同有机分子的单层MoS2结构均表现出间接带隙的特征,还表明吸附TTF分子的单层MoS2结构表现出n型半导体的特质,而吸附TCNQ,TCNE两种分子的单层MoS2结构均表现出p型半导体的性质,这些结果表明可以通过改变吸附的分子来实现对单层MoS2的掺杂类型的调控.本文的研究结果将对单层MoS2在晶体管中的应用提供理论基础和指导.     

Vacancy effect on the doping of silicon nanowires:A first-principles study

The influence of vacancy defect on the doping of silicon nanowires is systematically studied by the first-principles calculations. The atomic structures and electronic properties of vacancies and vacancy–boron(vacancy–phosphor) complexes in H-passivated silicon nanowire with a diameter of 2.3 nm are explored. The results of geometry optimization indicate that a central vacancy can exist stably, while the vacancy at the edge of the nanowire undergoes a local surface reconstruction, which results in the extradition of the vacancy out of the nanowire. Total-energy calculations indicate that the central vacancy tends to form a vacancy–dopant defect pair. Further analysis shows that n-type doping efficiency is strongly inhibited by the unintentional vacancy defect. In contrast, the vacancy defect has little effect on p-type doping.Our results suggest that the vacancy defect should be avoided during the growth and the fabrication of devices.     

步步种子法制备形态及尺寸可控的花状金纳米粒子

系统研究了以20 nm球形金纳米粒子为种子,抗坏血酸和HAuCl4为生长溶液,利用步步种子法制备花状金纳米粒子的方法。实验结果表明,抗坏血酸可以快速有效地使HAuCl4还原成Au0单体,并在反应溶液中形成小的金纳米粒子;采用步步种子法以抗坏血酸还原HAuCl4,通过球形金纳米种子的核生长过程使种子粒径增大,继而通过二次成核过程使金纳米粒子表面出现突起,最终形成粒径均一可控的花状金纳米粒子结构,通过改变抗坏血酸和种子溶液的加入量可以得到不同粒径及形态的花状金纳米粒子。该粒子由于较大的表面粗糙度和分支上的特殊电磁场效应,从而在表面增强荧光光谱中表现出良好的增强效果。     

步步种子法制备形态及尺寸可控的花状金纳米粒子

系统研究了以20 nm球形金纳米粒子为种子,抗坏血酸和HAuCl4为生长溶液,利用步步种子法制备花状金纳米粒子的方法。实验结果表明,抗坏血酸可以快速有效地使HAuCl4还原成Au0单体,并在反应溶液中形成小的金纳米粒子;采用步步种子法以抗坏血酸还原HAuCl4,通过球形金纳米种子的核生长过程使种子粒径增大,继而通过二次成核过程使金纳米粒子表面出现突起,最终形成粒径均一可控的花状金纳米粒子结构,通过改变抗坏血酸和种子溶液的加入量可以得到不同粒径及形态的花状金纳米粒子。该粒子由于较大的表面粗糙度和分支上的特殊电磁场效应,从而在表面增强荧光光谱中表现出良好的增强效果。     

硫化锡电子结构和光学性质的量子尺寸效应

基于密度泛函理论的第一性原理计算,系统研究了硫化锡(SnS)晶体、纳米单层及多层的结构稳定性、电子结构和光学性质.结果表明:由于相对弱的层间范德瓦尔斯力作用,SnS单层纳米片可以像石墨烯等二维材料一样从块体中剥离出来;受制于量子尺寸效应和层间相互作用的影响,SnS的结构稳定性随层数减少而逐渐减弱,其带隙随层数减少而逐渐增大;由于材料的本征激发和吸收取决于电子结构,因此改变SnS材料的层数可以到达调控其光学性质的目的;SnS块体和纳米结构的主要光学吸收峰起源于Sn-5s,5p和S-2p轨道之间的电子跃迁;并且从块体到单层纳米结构,SnS的光学吸收峰出现明显的蓝移.本文的研究将有助于SnS材料在太阳能电池领域的应用.     

Giant 2D Skyrmion Topological Hall Effect with Ultrawide Temperature Window and Low-Current Manipulation in 2D Room-Temperature Ferromagnetic Crystals

The discovery and manipulation of topological Hall effect(THE),an abnormal magnetoelectric response mostly related to the Dzyaloshinskii–Moriya interaction(DMI),are promising for next-generation spintronic devices based on topological spin textures such as magnetic skyrmions.However,most skyrmions and THE are stabilized in a narrow temperature window either below or over room temperature with high critical current manipulation.It is still elusive and challenging to achieve large THE with both wi...