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2.
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Chikashi Shinagawa Yusuke Morikawa Shin-ichi Nishimura Hiroshi Ushiyama Atsuo Yamada Koichi Yamashita 《Journal of computational chemistry》2019,40(1):237-246
Na2FePO4F is a promising cathode material for a Na-ion battery because of its high electronic capacity and good cycle performance. In this work, first principle calculations combined with cluster expansion and the Monte Carlo method have been applied to analyze the charge and discharge processes of Na2FePO4F by examining the voltage curve and the phase diagram. As a result of the density functional theory calculation and experimental verification with structural analysis, we found that the most stable structure of Na1.5FePO4F has the P21/b11 space group, which has not been reported to date. The estimated voltage curve has two clear plateaus caused by the two-phase structure composed of P21/b11 Na1.5FePO4F and Pbcn Na2FePO4F or Na1FePO4F and separated along the c-axis direction. The phase diagram shows the stability of the phase-separated structure. Considering that Na2FePO4F has diffusion paths in the a- and c-axis directions, Na2FePO4F has both innerphase and interphase diffusion paths. We suggest that the stable two-phase structure and the diffusion paths to both the innerphase and interphases are a key for the very clear plateau. We challenge to simulate a nonequilibrium state at high rate discharge with high temperature by introducing a coordinate-dependent chemical potential. The simulation shows agreement with the experimental discharge curve on the disappearance of the two plateaus. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. 相似文献
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邹江 《原子与分子物理学报》2020,37(4)
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对未掺杂及La掺杂4H-SiC的电子结构和光学性质进行理论计算。计算结果表明,未掺杂4C-SiC其禁带宽度为2.257 eV。La掺杂后带隙宽度下降为1.1143eV,导带最低点为G点,价带最高点为F点,是P型间接半导体。掺杂La原子在价带的低能区间贡献比较大,而对价带的高能区和导带的贡献比较小。未掺杂4H-SiC在光子能量为6.25 eV时,出现一个介电峰,这是由于价带电子向导带电子跃迁产生。而La掺杂后,出现3个介电峰,分别对应的光子能量为0.47eV、2.67eV、6.21eV,前两个介电峰是由于价带电子向杂质能级跃迁产生,第三个介电峰是由于价带电子向导带电子跃迁产生。La掺杂后4H-SiC变成负介电半导体材料。未掺杂4h-SiC的静态介电常数为2.01,La掺杂的静态常数为12.01。 相似文献
5.
《Physics letters. A》2020,384(23):126554
The contacted properties of metal substrates with single layer (monolayer) blue phosphorus are calculated by first principles. We analyze the charge transfer, atomic orbital overlap, electronic properties and potential barrier at the interface of metal contacted blue phosphorene (BuleP) to understand how to effectively inject electrons from the metal into the contacted blue phosphorus. We inquire into interfacial effect of blue phosphorene directly in contact with five representative metallic substrates – Au (111), Ag(111), Al(111), Co(111) and Sc(0001), which are having minimal lattice mismatch with the BlueP. We find that the contact properties of these five metals are ohmic contact and schottky contact. Of the five different contact metals, Co-BlueP heterojunction has the best electrical conductivity. The lower SBH in the Al contact can also lead to a good substrate for a Schottky contact for the heterojunction. These results can provide guidance for the future design of BlueP-based electronic devices and for the exploration of new low-dimensional semiconductor transport processes. 相似文献
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7.
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对未掺杂及Ce掺杂6H-SiC的电子结构和光学性质进行理论计算.计算结果表明,未掺杂6H-SiC是间接带隙半导体,其禁带宽度为2.045 eV,掺杂Ce元素,带隙宽度下降为0.812 eV.未掺杂6H-SiC在价带的低能区,Si-3s、C-2s电子轨道对态密度的贡献较大,在价带的高能区,主要是由Si-3p、Si-3s、C-2p态组成.掺杂后Ce原子的4f轨道主要贡献在导带部分,掺杂后电导率提高.未掺杂时,只有一个介电峰,是价带电子跃迁到导带电子所致,掺杂后有两个介电峰,第一个介电峰是由于导带电子跃迁到Ce原子4f轨道上产生,第二个峰是价带电子向导带电子跃迁产生.未掺杂6H-SiC,在能量为10.31 eV处吸收系数达到最大值,掺杂后在能量为6.57 eV处,吸收系数达到最大值. 相似文献
8.
采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法对本征Zn2GeO4,Mn2+掺杂Zn2GeO4,Mn2+/N2-共掺杂Zn2GeO4超晶胞进行了几何结构优化,计算了掺杂前后体系的晶格常数、能带结构、态密度和光学性质。结果表明,Mn离子掺入后,Mn离子3d轨道与O离子2p轨道之间有强烈的轨道杂化效应,掺杂系统不稳定,而Mn/N离子共掺后,Mn离子和N离子之间的吸引作用克服了Mn离子之间的排斥作用,能够明显地提高掺杂浓度和体系的稳定性。光学性质计算结果表明,Mn离子与N离子共掺杂能改善Zn2GeO4电子在低能区的光学跃迁特性,增强电子在可见光区的光学跃迁;吸收谱计算结果显示,Mn离子与N离子掺入后体系对低频电磁波吸收增加。 相似文献
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将化工流程模拟Aspen Plus软件与环境影响评估领域常用的生命周期评价(LCA)进行集成应用,围绕环境工程原理教学中有关化工过程质量能量衡算与环境污染防治内容的协同应用与拓展,构建化工流程模拟-环境风险评估科研案例“苯酐生产流程模拟及环境风险研究”,并将其作为环境工程原理的综合教学案例。教学实践经验表明,通过引入工程相关综合教学案例,不仅使得抽象的理论知识更加生动具体,而且在深化学生对课程理论知识理解的同时,提高学生应用专业知识分析和解决化工生产环境污染工程问题的综合能力和素质,为学生将来步入相关领域工作奠定扎实的基础。 相似文献
10.
《印度化学会志》2023,100(1):100860
This study investigates the influence of synthesis processes such as sonication, sol-gel, and microwave on the production of highly crystalline Lanthanum oxide nanoparticles (La2O3) employing Lanthanum nitrate and Ammonium hydroxide (NH4OH) as precursors. X-ray diffraction (XRD), particle size analysis (DLS), Field emission scanning electron microscopy (FESEM), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), ultraviolet–visible absorption spectroscopy (UV–Vis), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were used to examine the most effective processing method and its effects on the nanoparticle characteristics, such as structure, morphology, and optical and electrical behavior. Sonication produces La2O3 NPs with a smaller crystalline size, an agglomerated nanorod structure, a higher bandgap, and better electrical responsiveness than sol-gel and microwave techniques. Structural and optical characterization tests discovered this. The photocatalytic degradation activity of cationic Safranin and anionic Congo red dye exhibits degradation efficiency of around 90.13% and 89.66%, respectively. 相似文献