原子半径和电负性与掺杂铁基砷化物超导电性的关系

本文提出一个计算原子半径差和电负性差的方法,研究了原子半径差Δd和电负性差Δe及它们之比△d/△e与掺杂铁基砷化物体系超导转变温度Tc的关系,发现三者都与转变温度有很好的规律性.由此,提出用原子半径差、电负性差及它们之比△d/△e作为提高掺杂铁基砷化物超导电性的一个新依据。     

原子半径差与高温超导电性的关系

提出了确定各种类型的稀土氧化物的原子半径差Δd的计算公式,用该式计算了60种稀土氧化物超导体的原子半径差Δd的值,发现稀土氧化物超导体的原子半径差Δd多数集中在0.5878—0.6158之间一个狭窄范围。而原子半径差在此范围之外的稀土氧化物一般不具有超导性,常见非氧化物超导体的原子半径差一般不在此范围。显然原子半径差Δd可作为稀土氧化物超导性的一个经验判据,这对进一步探讨稀土氧化物的超导机制有一定指导意义。     

卤代甲烷核磁共振谱化学位移的QSSR研究

利用描述电子效应的诱导效应指数（ΣI）、原子的平衡电负性（X_E）和反映核外电子云变形程度的总电子数（Σ_e）、各取代基到中心原子的化学键键长总和（Σ_d）以及各取代基电负性的和差值（ΔX）等参数对45个卤代甲烷化合物中的碳原子结构进行表征,并与其¹³C NMR谱化学位移建立了优良的定量结构-波谱关系模型：δ_Ｃ＝ -7403.8022-47.1765ΣI＋4290.0270X_E－3.3067ΔX－163.4672Σd－4.5153Σe＋22.9851Σe／Σd＋15.2597Σe／X_E－890.2521Σd／X_E．所建多元线性回归方程复相关系数R²及留一法（leave-one-out,LOO）交互验证（cross validation, CV）的复相关系数R²_CV分别为0.09951和0.9950．结果表明所建模型不仅能比现有文献更好地揭示卤代甲烷¹³C NMR谱化学位移与其分子结构信息之间的关系,同时也提供一种计算卤代甲烷¹³C NMR谱化学位移的新方法．     

非金属原子掺杂的GaN纳米管:电子结构、输运特性及电场调控效应

GaN被称为第三代半导体,有着重要的应用前景.本文对其衍生的一维锯齿型纳米管进行了系统研究,重点研究了ⅢA-ⅦA主族的所有非金属原子低浓度掺杂纳米管后的化学结合特性、电子结构、输运特性及栅极电压调控效应等,并且有一些重要的发现,如:掺杂纳米管具有良好的能量与热稳定性,它们的结合能、形成能及杂质原子周围化学键的平均键长与掺杂原子的原子序数(原子半径)有密切联系;杂质原子与纳米管之间的电荷转移与它们之间的相对电负性有直接关系.更重要的是,研究发现虽然本征纳米管是半导体,但非金属原子掺杂后,纳米管的电子相具有明显的奇-偶效应,即掺杂第ⅢA,ⅤA,ⅦA族原子后,纳米管仍为半导体,而掺杂第ⅣA,ⅥA族原子后,纳米管变为金属,这些现象与孤对电子态有密切关系.对半导体材料的载流子迁移率研究发现:掺杂异质原子,能调控纳米管的空穴及电子迁移率产生1个数量级的差异,特别是较高的栅极电压能明显提高空穴及电子迁移率,如当栅极电压为18 V时,空穴迁移率相对未加电压时的情况增大了近20倍.     

Cr掺杂ZnS纳米管结构和磁性质（英文）

采用第一性原理密度泛函理论系统研究Cr原子单掺杂和双掺杂单壁Zn S纳米管的结构和磁性质.研究发现掺杂纳米管的形成能比纯纳米管的形成能低,说明掺杂过程是放热的.单掺杂纳米管的总磁矩主要来自Cr原子3d态的贡献.结果表明Cr原子掺杂单壁Zn S纳米管趋向于铁磁态.但铁磁态和反铁磁态的能量差仅为0.036 e V.为获得室温铁磁性,我们用一个C原子替代掺杂体系中的一个S原子.计算发现铁磁态的能量比反铁磁态低0.497e V.表明此掺杂体系可能获得室温铁磁性.     

电负性/价电子轨道能拓扑指数与MgB2体系转变温度的关系

利用电负性拓扑指数mF和价电子轨道能量拓扑指数mX的0阶指数0F和0V分别计算了MgB2及其掺杂MgB2体系的0F、0V发现其与超导转变温度Tc之间有良好的规律性,转变温度高的物质在最佳掺杂范围对应的0F和0V分别为2.9034-2.9509和3.9218-3.8613内。因此本文就以0F0、V作为掺杂MgB2体系超导电性的一个判据来选取掺杂物及浓度以提高转变温度,为实验工作者今后探索更好的掺杂MgB2体系超导物提供了一个很好的经验借鉴。     

硬度和电负性对掺杂二硼化镁体系临界电流密度的影响

依据Slater过渡态计算法计算出的元素的硬度和电负性作为标度,通过对二硼化镁及掺杂二硼化镁超导体硬度和电负性的计算,研究了二硼化镁及掺杂二硼化镁超导体硬度和电负性与临界电流密度的关系,发现其具有较好的规律性。由此,提出用硬度均衡值ηcq和电负性的平均效应值cχq作为提高掺杂二硼化镁超导体临界电流密度的一个新依据,对今后二硼化镁超导电性的改善有很好的指导意义。     

硬度和电负性与掺杂铁基砷化物超导电性关系

研究了目前已掺杂的铁基砷化物超导体的硬度和电负性与超导电性的关系,发现其有很好的规律性。因此,提出用硬度均衡值和电负性的平均效应值作为掺杂铁基砷化物超导体超导电性的一个判断标准。     

d+s波超导体磁掺杂转变

研究了Anderson掺杂极限Δs/Δd《1的情况下,d+s波对称下的超导态。此模型包括哈密顿量中类似BSC项和自恰平均场似下的Anderson掺杂。随着掺杂中心数的增加或比率Δs/Δd的减小,可推出从低能下在费米能级附近具有双峰的态到N(0)≈(Δs/Δd)2态的转变。如果掺杂共振的能量为最小能量标度,则转变不连续。     

取代基性质与饱和碳及饱和碳上质子化学位移的关系

根据多元线性回归分析,得到一个表达去屏蔽参数△_α^H与基团电负性X_G的关系式:X_G=(2.6△_α^H-n)/5+2.6.¹³C NMR去屏蔽参数△_α^C与电负性之间的关系可表达为:X_G=(△_α^C+5n)/40+2.由上述二式计算出的基团电负性与文献中提供的数据相仿,说明氢谱和碳谱化学位移主要与取代基电负性及其变形性有线性关系.不过由化学位移或去屏蔽参数计算出的基团电负住不能反映芳环等具有各向异性效应基团的诱导效应.     

价层轨道平均能与掺杂二硼化镁体系超导电性的关系

研究了不同掺杂组分二硼化镁超导体的超导电性和原子价层轨道平均能的关系,发现全部阳离子和阴离子的价层轨道平均能的平均值主要集中在9.9ev至10.35ev之间,阳离子之间与阴离子价层轨道平均能的平均值之差都集中在在3.1ev至4.4ev之间.这种关系将有助于了解晶格上电子的静电作用与超导机理之间的关系。     

平均价电子数与掺杂MgB2体系临界电流密度的关系

研究了掺杂二硼化镁超导体系的平均价电子数与临界电流密度之间的关系,发现它们之间有较好的规律性。由此,提出用平均价电子数作为提高掺杂二硼化镁超导体临界电流密度的一个新依据,对今后二硼化镁超导电性的改善有很好的指导意义。     

块体MgB_2中Zr元素对其致密性和微观结构的影响

将Mg粉、Zr粉和B粉按比例混合获得MgxZr1-xB2(x=5%、10%和20%),压制成型后,在流通氩气的条件下于800℃烧结2h。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析显微结构和化学组成,并且对烧结后的样品进行差热分析DSC。结果表明,适量的Zr掺杂使得MgB2的平均晶粒尺寸变小,晶界面积增加和晶粒连接性改善,从而获得致密性较高的MgB2超导体。     

拓扑指数与掺杂二硼化镁体系超导电性的关系

构建了电性连接性指数mF和价电子能级连接性指数mE,计算了二硼化镁体及掺杂二硼化镁体系的0阶拓扑指数0F和0E,发现与超导转变温度Tc之间有良好的规律性,因此,本文提出以电性连接性指数mF和价电子能级连接性指数mE作为掺杂二硼化镁体系超导电性的新判据.     

价电子能量/能级拓扑指数与MgB2体系超导电性的关系

构建了价电子平均能量/能级拓扑指数mV,计算了二硼化镁体系及掺杂二硼化镁体系的0阶拓扑指数0V,发现与超导转变温度TC之间有良好的规律性,因此文中提出以电性连接性指数0V作为掺杂二硼化镁体系超导电性的判据。     

实用化MgB2超导材料研究进展

本文综述了实用化MgB2超导材料的最新研究进展．最新的理论和实验结果表明通过元素替代和掺杂，有希望进一步提高MgB2超导线带材的临界电流密度和磁通钉扎特性，完全可以达到实用化要求．目前MgB2超导磁体的制备技术研究已经开始，极有可能开发出采用闭路循环制冷机制冷的核磁共振成像仪（MRI）取代现在医学上使用的基于低温超导的核磁共振成像系统．     

Three-dimensional MgB2-type superconductivity in hole-doped diamond

We substantiate by numerical and analytical calculations that the recently discovered superconductivity below 4 K in 3% boron-doped diamond is caused by electron-phonon coupling of the same type as in MgB2, albeit in three dimensions. Holes at the top of the zone-centered, degenerate sigma-bonding valence-band couple strongly to the optical bond-stretching modes. The increase from two to three dimensions reduces the mode softening crucial for T(c) reaching 40 K in MgB2. Even if diamond had the same bare coupling constant as MgB2, which could be achieved with 10% doping, T(c) would be only 25 K. Superconductivity above 1 K in Si (Ge) requires hole doping beyond 5% (10%).