氢掺杂单层石墨体系的晶格动力学研究

采用密度泛函理论研究了氢掺杂单层石墨（graphene）体系,并采用密度泛函微扰理论方法计算了体系局域振动模（LVMs）.结果显示,高频位置的LVMs数目与缺陷中氢原子数相等,而不同掺杂类型的LVMs频谱位置各不相同.研究结果及分析表明,LVMs测量是评估质子辐射下石墨样品的替位氢掺杂类型及其含量的有效方法,该方法可推广应用于研究其他掺杂体系. 关键词： 石墨 局域模式 晶格动力学     

B与N掺杂对单层石墨纳米带自旋极化输运的影响

通过第一性原理计算研究了具有锯齿状边沿并且具有反铁磁构型的单层石墨纳米带的自旋极化输运.研究发现,在中心散射区同一位置掺入单个B和N原子,尽管对整个体系磁矩的影响完全相同,但对两个自旋分量电流的影响却完全相反.掺B时,自旋向上的电流显著大于自旋向下的电流;而掺N时,自旋向下的电流显著大于自旋向上的电流.这是由于不管掺B还是掺N都将打破自旋简并,使得导带和价带中自旋向上的能级比自旋向下的能级更高.掺B引入空穴,使完全占据的价带变为部分占据,从而自旋向上的能级正好处于费米能级,使得电子透射能力更强、电流更大,而自旋向下的能级则离费米能级较远使电子透射的能力较弱.掺N则引入电子,使得原来全空的导带变为部分占据,从而费米能级穿过导带中自旋向下的能级,使得自旋向下的电子比自旋向上的电子透射能力更强. 关键词： 自旋极化输运 单层石墨纳米带 第一性原理 非平衡格林函数     

三元铁基金属氮化物的高压复分解反应合成北大核心CSCD

以二元金属氧化物(氧化铁、氧化钴、氧化镍)和六方氮化硼为反应前驱体,在大腔体压机提供的高温高压条件下(5GPa、1 673K),通过发生复合高压固相复分解(HPSSM)反应合成组分可调控的三元铁基金属氮化物圆球状块体材料ε-Fe_(3-x)M_xN_(1+δ)(M=Co,Ni)。并利用X射线粉末衍射(XPD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)等多种材料表征手段对高压合成的三元铁基金属氮化物进行结构表征,同时基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算探究压力对HPSSM反应的影响。研究结果表明,高压密闭环境有利于制备高质量金属氮化物,HPSSM反应合成法是制备铁基金属氮化物块体材料的一种有效方法。     

中性和带电小钨团簇的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了中性和带电小钨团簇W_n（n＝3—6）的构型,得到了一些能量较低的结构,它们都有可能是团簇的基态.研究发现,这些团簇大多具有较低的自旋多重度：中性小钨团簇为自旋单态或三重态;带电小钨团簇为自旋双重态或四重态.当n>3时,小钨团簇具有三维立体结构.通过拟合光电子谱、计算垂直离化能并与实验值比较,进一步讨论了带负电小钨团簇的基态结构. 关键词： 小钨团簇 构型 密度泛函理论     

Interaction of hydrogen molecules on Ni-doped single-walled carbon nanotube

Adsorption of hydrogen molecules on an Ni-doped (8,0) single-walled carbon nanotube (SWNT) is investigated by using first-principles density functional calculations. The result shows that a single Ni atom adsorbed on the bridge site of the tube could cannot dissociate the H₂, however it can chemisorb three H₂ at most, with the average binding energy per H₂ suitable for the hydrogen storage at the room temperature. More H₂ would physisorb around an Ni atom weakly. As for the SWNT with an Ni dimer adsorbed, we find that when the H₂ approaches the Ni--Ni bond, it dissociates without overcoming any barrier and makes bonds with Ni atom.     

Route to Stabilize Cubic Gauche Polynitrogen to Ambient Conditions via Surface Saturation by Hydrogen

Cubic gauche polynitrogen(cg-N) is an attractive high-energy density material. However, high-pressure synthesized cg-N will decompose at low pressure and cannot exist under ambient conditions. Here, the stabilities of cg-N surfaces with and without saturations at different pressures and temperatures are systematically investigated based on first-principles calculations and molecular dynamics simulations. Pristine surfaces at 0 GPa are very brittle and will decompose at 300 K, especially(110) sur...