闪锌矿GaN弹性性质、电子结构和光学性质外压力效应的理论研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波赝势方法,结合广义梯度近似(GGA)下的RPBE和局域密度近似(LDA)的CA-PZ交换-关联泛函对闪锌矿结构的GaN在高压的性质进行了系统研究. 计算结果表明:弹性常数、体模量、杨氏模量和能隙都具有明显的外压力效应,计算结果与实验值和理论值很好的符合. 同时利用计算的能带结构和态密度系统分析了GaN的介电函数、折射率、反射率、吸收系数和能量损失函数等光学性质及其外压力效应. 分析结果为GaN的设计与应用提供了理论依据. 关键词： 第一性原理计算 电子结构 光学性质 闪锌矿GaN     

闪锌矿结构AlN、AlP、AlAs和AlSb电子结构和光学性质的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论下的第一性原理平面波赝势从头算量子力学方法,对闪锌矿结构AlN、AlP、AlAs和AlSb的电子结构和光学性质进行了研究.分析比较了这些化合物的能带结构、态密度、介电函数及折射率等性质,总结Al与不同V族元素形成化合物时的性质变化规律.结果表明,四种材料有着相似的能带结构,都是间接带隙宽禁带半导体,但是在导带底AlN的能态结构与其它三种材料明显不同.随着从AlN到AlSb的变化,光学性质曲线向低能端移动(红移趋势).     

便携式X光机图像降噪复合算法研究

便携式X光机应用越来越广,因而对其所成图像的降噪也显得尤为重要.本文首先讨论和分析了便携式X光机成像系统噪声的来源及其特性,针对传统单一降噪算法存在的不足,提出了一种新的复合式降噪算法.该复合算法不仅对高斯噪声和脉冲噪声有很好的滤除效果,同时也能有效地保护图像的细节部分.仿真实验证明,该算法切实可行.     

闪锌矿结构AlN、AlP、AlAs和AlSb电子结构和光学性质的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论下的第一性原理平面波赝势从头算量子力学方法,对闪锌矿结构AlN、AlP、AlAs和AlSb的电子结构和光学性质进行了研究。分析比较了这些化合物的能带结构、态密度、介电函数及折射率等性质,总结Al与不同Ⅴ族元素形成化合物时的性质变化规律。结果表明,四种材料有着相似的能带结构,都是间接带隙宽禁带半导体,但是在导带底AlN的能态结构与其它三种材料明显不同。随着从AlN到AlSb的变化,光学性质曲线发生红移。     

First-principles study of the optical properties of defect electronic structure and chalcopyrite CdGa2Te4

<正>The electronic and optical properties of the defect chalcopyrite CdGa₂Te₄ compound are studied based on the first-principles calculations.The band structure and density of states are calculated to discuss the electronic properties and orbital hybridized properties of the compound.The optical properties,including complex dielectric function,absorption coefficient,refractive index,reflectivity,and loss function,and the origin of spectral peaks are analysed based on the electronic structures.The presented results exhibit isotropic behaviours in a low and a high energy range and an anisotropic behaviour in an intermediate energy range.     

氧原子在不同过渡金属表面吸附性质的比较研究

采用第一性原理方法对O原子在过渡金属Ir(100)表面吸附能和电子结构随覆盖度变化进行了理论研究,并与类似体系结果进行对比分析.研究结果表明:氧原子在不同过渡金属表面吸附强弱与金属表面d态电子结构密切相关,且在不同过渡金属(111)表面氧原子吸附能与Pt(111)表面的氧原子吸附能拟合结果呈线性关系.     

缺陷黄铜矿结构Xga2S4 (X=Zn,Cd, Hg)晶体电子结构和光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理超软赝势方法对缺陷黄铜矿结构XGa₂S₄ (X=Zn, Cd, Hg)晶体的晶格结构、电学以及光学性质进行了对比研究. 分析比较了它们的晶格常数、键长、能带结构、态密度、介电函数、折射率和反射系数等性质, 并总结其变化趋势. 结果表明: 这三种材料的光学性质在中间能量区域(4 eV–10 eV)表现出较强的各向异性, 而在低能区域(<4 eV)和高能区域(>10 eV)各向异性较弱. ZnGa₂S₄和HgGa₂S₄两种材料的折射率曲线在等离子体频率ω_p处有一明显的拐点, 反射系数在ω_p处达到最大值后急剧下降. 三种晶体的强反射峰均处于紫外区域, 因此可以用作紫外光屏蔽或紫外探测材料. 关键词： 缺陷黄铜矿结构 电子结构 光学性质 第一性原理计算     

Ab initio study on crystal structure and phase stability of ZrC_2 under high pressure

The structural stabilities and crystal evolution behaviors of the hyper stoichiometric compound ZrC₂(carbon rich;C/Zr> 1.0) are studied under ambient and high pressure conditions using first-principles calculations in combination with the particle-swarm optimization algorithm.Six viable structures of ZrC₂ in P21/c,Cmmm,Cmc2₁,P4₂/nmc,Immm and P6/mmm symmetries are identified.These structures are dynamically stable as their phonon spectra have no imaginary modes at zero pressure or at the selected high-pressure points.Among them,the P21/c phase represents the ground state structure,whereas P21/c,P4₂/nmc,Immm and P6/mmm phases are part of the phase transition series.The phase order and critical pressures of the phase transition are determined to be approximately 300 GPa according to the equation of states and enthalpy.Furthermore,the mechanical and electronic properties are investigated.The P21/c and Cmc2₁ phases display a semi-metal nature,whereas the P4₂/nmc,Immm,P6/mmm and Cmmm phases exhibit a metallic nature.Moreover,the present study reveals considerable information regarding the structural,mechanical and electronic properties of ZrC₂,thereby providing key insights into its material properties and evaluating its behavior in practical applications.     

基于脲衍生物阴离子识别的电化学检测

作为优良的氢键给予体,脲基(-NH-CO-NH-)是构筑阴离子识别受体的理想结构单元.而电化学方法因其方便快捷、灵敏度高等优点,近年来被广泛应用于阴离子的识别检测.本文对脲类受体的电化学阴离子识别进行了讨论,主要包括:(i) 归纳整理了电化学阴离子识别的机理,包括识别位点与阴离子结合之后对氧化还原中心的5种扰动机理和溶液中电化学测试受体和阴离子相互作用时常见现象的分析及对应结合常数的计算; (ii) 电活性脲类阴离子受体的研究进展,包括受体分子的设计、识别和机理; (iii) 探讨了该领域的后续发展方向.     

A First-Principles Study on the Vibrational and Electronic Properties of Zr-C MXenes

Within the framework of density functional theory calculations,the structural,vibrational,and electronic properties of Zr_(n )C_(n-1)(n=2,3,and 4)and their functionalized MXenes have been investigated.We find that the most stable configurations for Zr-C MXene are the ones that the terminal groups F,O,and OH locate on the common hollow site of the superficial Zr layer and its adjacent C layer.F and OH-terminated Zr_3C_(2 )and Zr_4C_(3 )have small imaginary acoustic phonon branches aroundΓpoint while the others have no negative phonon modes.The pristine MXenes(Zr_2C,Zr_3C_(2 )and Zr_4C_3)are all metallic with large DOS contributed by the Zr atom at the Fermi energy.When functionalized by F,O and OH,new hybridization states appear and the DOS at the Fermi level are reduced.Moreover,we find that their metallic characteristic increases with an increase in n.For(Zr_(n )C_(n-1))O_2,Zr_2CO_(2 )is a semiconductor,Zr_3C_2O_(2 )is a semimetal,and Zr_4C_3O_(2 )becomes a metal.