H掺杂α-Fe2O3的第一性原理研究

α-Fe₂O₃是一种重要的磁性半导体材料, 在电子器件中应用广泛, 具有重要的研究意义. 本文基于密度泛函理论, 采用GGA+U方法, 应用第一性原理对间隙H掺杂前后的六方相α-Fe₂O₃的晶格常数、态密度、Bader 电荷分布进行了计算分析. 研究了U值对结果的影响, 发现U=6 eV时, 体相α-Fe₂O₃的晶胞平衡体积、Fe原子磁矩、带隙值与实验值最符合. 在选取合适U值后, 第一性原理计算结果表明, H掺杂后, 间隙H部分被氧化, 其最近邻的Fe 和O部分被还原, H和O有一定程度的成键. 在费米面附近, 出现了新的杂化能级, 杂化能级扩展了价带顶的宽度, 同时导带底下移, 引起带隙减小, 表明H掺杂是一种有效的能带结构调控方法.     

气氛对MnCr2O4尖晶石纳米线生长的影响

建立了一种在氮气和氢气的还原性混合气氛和1100 ℃条件下加热商业不锈钢箔(304)制备MnCr2O4尖晶石纳米线的简单方法, 并研究了不同气氛对纳米线生长的影响. 研究发现, 混合气体中氢气含量的变化会影响纳米线的形貌和产率; 而氧化性气氛(如空气)下则得不到纳米线. 在还原性气氛下, Mn和Cr原子可以和反应室内残留的痕量氧反应生成MnCr2O4尖晶石, 而Fe和Ni原子不能被氧化, 但是Fe和Ni可以起到催化纳米线生长的作用, 纳米线的生长机理属于自催化性的气-液-固(VLS)机制.