过渡金属掺杂GaN的电子结构和光学性质理论研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法计算不同过渡金属（V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni）掺杂GaN的电子结构及光学性质,分析掺杂对电子结构及光学性质的影响.结果表明,过渡金属掺杂在GaN的禁带中引入杂质能带,除掺Fe体系外其它掺杂体系都表现为半金属性.除掺Fe和Ni体系在低能区没有出现光吸收外,其它体系均在低能区杂质能级处出现光吸收.     

3d过渡金属Co掺杂核壳结构硅纳米线的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了横截面为五边形和六边形的核壳结构硅纳米线的过渡金属Co原子替代掺杂.通过比较形成能发现,核心位置掺杂、壳层单链掺杂以及外壳层全替代掺杂的硅纳米线都具有稳定性,其中核心位置掺杂结构的稳定性最高.掺杂体系均呈现金属性,随着掺杂浓度的增加,电导通道数增加.Co原子掺杂的硅纳米线呈现铁磁性,具有磁矩.Bader电荷分析表明,电荷从Si原子转移至过渡金属Co原子.与自由态时过渡金属Co原子的磁矩相比,体系中Co原子的磁矩有所降低,这主要是由Co原子4s轨道向3d/4p轨道的电荷转移以及4s,3d,4p的上自旋电子转移至下自旋导致的.     

双掺杂的Sm0.9Sr0.1Al1-xCoxO3-δ钙钛矿结构导电陶瓷的制备及其电性能

采用有机凝胶法结合高温烧结制备了Sm_0.9Sr_0.1Al_1-xCo_xO_3-δ (SSAC,x = 0.2,0.4,0.5,0.6) 系列钙钛矿结构混合导电陶瓷,并详细讨论了烧结温度和Co掺杂量对其晶体结构、相组成和电性能的影响.X射线衍射结果显示,过高的烧结温度或Co掺杂量都会导致杂相Sm(Sr)CoO₃生成,Co在该体系的固溶限位于50mol%—60mol%之间,Co对Al的部分取代使晶格体积增大.电性能测量结果表明,SSAC陶瓷的电导率主要取决于p型电导,其导电行为符合小极化子跳跃导电机制;随着烧结温度的升高,材料的电导率逐渐增大;在固溶限内随Co含量的增加,SSAC陶瓷的电导率增大,表观活化能减小;1200 ℃烧结10 h制得的单相Sm_0.9Sr_0.1Al_0.5Co_0.5O_3-δ陶瓷体在800℃的电导率达63.4 S/cm,表观活化能为0.14eV.具有良好电性能的SSAC导电陶瓷有望应用于高温电化学领域. 关键词： 导电陶瓷 3')" href="#">Sr和Co掺杂的SmAlO₃ 有机凝胶法 电性能     

过渡金属掺杂β-GeS的电子性能和光学性质的第一性原理研究

运用第一性原理计算方法系统研究了二维单层β-GeS中取代掺杂不同3d过渡金属原子时体系磁性、能带结构和光学性质的变化.结果表明：相比于本征非磁性β-GeS,取代掺杂Ti～Cu导致β-GeS具有磁性,且磁矩呈现出先增加后减小的变化趋势;掺杂后体系能带结构发生明显变化,分别表现出金属,半金属和半导体性质,而且导带底的位置明显向Fermi能级方向移动.相比于本征体系,非本征体系的光学性质表明：其在一定波段范围内出现蓝移现象以及光响应强度发生变化,且掺杂前后体系均表现出高的各向异性.     

过渡金属原子掺杂对单层MoS_2磁性的影响

本文利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法分别计算了本征及过渡金属掺杂单层MoS_2的晶格参数、电子结构和磁性性质.计算结果显示,过渡金属掺杂所引起的晶格畸变与杂质原子的共价半径有联系,但并不完全取决于共价半径的大小.分析电子结构可以看到,VIIB、VIII和IB族杂质中除Ag和Re外的掺杂体系都对外显示磁性,磁矩主要集中在掺杂的过渡金属原子上.掺杂体系的禁带区域都出现了数目不等的杂质能级,这些杂质能级主要由杂质的d、S的3p和Mo的4d轨道组成.     

过渡金属掺杂在Bi2Te3体系中诱导产生的磁性

用从头计算方法研究了在Bi₂Te₃体系采用过渡金属掺杂从而诱导出磁性的可能性．用一个过渡金属原子置换一个Bi原子之后,可以在该体系中产生磁矩,这主要是由于过渡金属原子的3d轨道电子的自旋极化导致的．当一个Ti、V、Cr、Mn和Fe原子分别替代一个Bi原子时,体系显示的磁矩分别为0.92、1.97、2.97、4.04和4.98 μ_B．当引入两个过渡金属原子代替两个Bi原子的时候,交换耦合的特性取决于取代Bi原子的分布;代替的Bi原子的位置在Bi1和Bi5的位置时,这两个过渡金属原子之间的距离为11.52 ?, Bi_1.84TM_0.16Te₃体系能量最稳定并且表现出铁磁性耦合．     

3d过渡金属掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法研究了纯锐钛矿相TiO₂及掺杂3d过渡金属TiO₂的几何、电子结构及光学性质. 计算结果表明掺杂能级的形成主要是掺杂过渡金属3d轨道的贡献，掺杂能级在禁带中的位置是决定TiO₂吸收带边能否出现红移的重要因素. Cr，Mn，Fe，Ni，Co，Cu掺杂使TiO₂的吸收带边产生红移，并在可见光区有一定的吸收系数； Sc，Zn掺杂使TiO₂的吸收带边产生蓝移，但在可见光区有较大的吸收系数；掺V不但使TiO₂的吸收带边产生红移，增强了在紫外光区的光吸收，而且在可见光区有非常大的吸收系数.     

过渡金属掺杂在Na0.5Bi0.5TiO3体系中诱导产生磁性的第一性原理研究

The origins of magnetism in transition-metal doped Na_0.5Bi_0.5TiO₃ system are investigated by ab initio calculations. The calculated results indicate that a transition-metal atom substitution for a Ti atom produces magnetic moments, which are due to the spin-polarization of transition-metal 3d electrons. The characteristics of exchange coupling are also calculated, which shows that in Cr-/Mn-/Fe-/Co-doped Na_0.5Bi_0.5TiO₃ system, the antiferromagnetic coupling is favorable. The results can successfully explain the experimental phenomenon that, in Mn-/Fe-doped Na_0.5Bi_0.5TiO₃ system, the ferromagnetism disappears at low temperature and the paramagnetic component becomes stronger with the increase of doping concentration of Mn/Fe/Co ions. Unexpectedly, we find the Na_0.5Bi_0.5Ti_0.67V_0.33iO₃ system with ferromagnetic coupling is favorable and produces a magnetic moment of 2.00 μB, which indicates that low temperature ferromagnetism materials could be made by introducing V atoms in Na_0.5Bi_0.5TiO₃. This may be a new way to produce low temperature multiferroic materials.     

涂层导体用金属基带表面对过渡层成核的机理研究

涂层导体用金属基带的表面状况对在其上制备的过渡层的形貌和取向有很大影响.在Ni单晶、轧制辅助双轴织构基带(RABiTS)Ni和经过硫化处理的Ni基带三种不同衬底上采用磁控溅射法制备了CeO₂过渡层.结果表明,在Ni单晶和硫化处理的Ni基带上制备的CeO₂薄膜取向较差,而在RABiTS Ni上制备的CeO₂薄膜完全呈c轴取向,表面平整致密.反射高能电子衍射图显示,RABiTS Ni具有的c(2×2)的S超结构对CeO₂薄膜的取向生长起到了很重要的作用. 关键词： 涂层导体 金属基带 超结构 过渡层     

锰掺杂对Ba(Zr,Ti)O3陶瓷压电与介电性能的影响

采用氧化物固相反应法制备了锰掺杂改性的Ba(Zr_0.06Ti_0.94)O₃陶瓷.研究了锰的掺杂量对Ba(Zr_0.06Ti_0.94)Mn_xO₃ (BZTM)陶瓷的结构、介电和压电性能的影响.实验发现,当锰含量x<0.5 mol%时进入晶格,使材料压电性能提高,损耗减小,表现出受主掺杂的特性;当锰含量x>0.5 mo 关键词： Ba(Zr 3 陶瓷')" href="#">Ti)O₃ 陶瓷 锰掺杂 介电性能 压电性能     

新型混合离子-电子导体Sm0.9Ca0.1Al1-xMnxO3-δ的制备及其电性能研究

采用有机凝胶法结合固相烧结技术制备了单相的Sm_0.9Ca_0.1Al_1-xMn_xO_3-δ（SCAM, x=0.1—0.5）新型混合离子-电子导体.通过TG-DTA,XRD和直流四引线法研究了凝胶前驱体的热分解和相转化过程、烧结体的结构、相稳定性、导电性能及其电输运机理.结果表明,凝胶前驱体在900℃焙烧5h可以形成完全晶化的四方钙钛矿相纳米粉体 关键词： 混合离子-电子导体 3')" href="#">SmAlO₃ 有机凝胶法 电导率     

Lattice energy and phase transition of alkaline earth chalcogenide

In this study, we have investigated the high-pressure structural phase transition of alkaline earth's chalcogenides within the framework of three-body potentials. We are considering short-range repulsive interactions up to the second nearest neighbors. The structural phase transition from the low-pressure NaCl (B1) to the high-pressure CsCl (B2) structure is estimated by Gibbs free energy calculations. The results are satisfactory and in agreement with the available experimental and other theoretical results.     

双掺杂锰酸钙基热电陶瓷的制备及电学性能研究

利用传统固相反应法成功制备出Nb掺杂量x不同的Ca_0.9Yb_0.1Mn_1-xNb_xO₃热电陶瓷. X射线衍射分析和扫描电子显微镜分析表明: 样品均形成了单一的钙钛矿正交结构,空间群为Pnma. 晶格常数a和晶胞体积随着Nb掺杂量x的增加而增大,陶瓷样品具有很好的结晶度和很高的致密性, 相对密度达到97%左右. 在3 关键词： 3陶瓷')" href="#">CaMnO₃陶瓷 电阻率 Seebeck系数     

Magnetic and transport properties of Dy substituted layered perovskite La1.3Sr1.7Mn2O7

The effect of Dy substitution for La site in layered manganese oxides La1.3-x Dyx Sr1.7 Mn2O7 on the magnetic and electrical properties has been investigated.With the La 3+ substituting by Dy3+,the long range three-dimensional ferromagnetism transition and the insulator-metal transition disappear.These effects are attributed to the lattice distortion due to the substitution of the smaller Dy3+.Addtionally,the small Dy3+ is inclined to occupy the R site which is in the rock-salt layer,then the distribution of La,Sr,Dy ions in Dy-doped sample should be more orderly than that in La1.3 Sr1.7 Mn2O7,so there is only one insulator-metal transition in the ρ-T curve of the sample with x = 0.05 and x = 0.1.     

Mn掺杂对BaSn1-xMnxO3体系结构、光学和磁学性质的影响

利用传统的固相反应法制备了BaSn1-xMnxO3(x=0,0.05,0.10和0.13)多晶样品,系统研究了不同Mn掺杂量对BaSnO3样品的结构、光学及磁学性质的影响.通过X射线衍射分析表明此掺杂化合物形成了具有钙钛矿结构的单相,在掺杂范围内没有观察到第二相出现.漫反射光谱测试分析发现随着Mn掺杂浓度的增加,其光学吸收边红移并逐渐平缓化,拉曼光谱测试表明拉曼振动模式也发生了变化,进一步证明Mn离子取代了Sn位.磁场下的光致发光谱测试表明样品在近红外区的发光可能与Sn离子有关.磁学测量则显示样品在低温具有一定铁磁性,其来源可用F心交换机制来解释.     

Tb掺杂双层锰氧化物La_(4/3)Sr_(5/3)Mn_2O_7的磁熵变和电输运性质

研究了Tb掺杂对双层锰氧化物La_(4/3)Sr_(5/3)Mn_2O_7磁熵变和电输运性质的影响.样品采用传统固相反应法制备,两样品的名义组分可以表示为(La_(1-x)Tb_x)_(4/3)Sr_(5/3)Mn_2O_7(x=0,0.025),磁场为7 T时的最大磁熵变?S_M分别为-4.60 J/(kg·K)和-4.18 J/(kg·K).比较后发现,Tb元素的掺杂使得最大磁熵变值减小,但同时增大了相对制冷温区.电性测量结果表明,x=0.025的样品在高温区的导电机制可以用小极化子模型解释,与母体三维变程跳跃模型不同;当温度降低至三维长程铁磁有序温度(T_c~(3D))附近时,掺杂样品发生金属绝缘相变;掺杂后样品在T_c~(3D)附近,磁电阻取得极大值(约为56%),表明是本征磁电阻效应.     

掺稀土元素(Y，La)的γ-Si3N4的电子结构和光学性质

采用基于密度泛函的平面赝势方法(PWP)和广义梯度近似(GGA)，计算了未掺杂和掺杂稀土(Y，La)的γ-Si₃N₄中N-Y(La)键的布居值和它们的键长、掺杂后能带结构和态密度.发现掺杂后的带隙要减小，并且可能形成新的半导体，这将为找到新的半导体提供一个方向.还进一步研究了掺杂稀土(Y，La)后的光学性质，掺杂后有更高的静态介电常数，可以作为新的介电材料和好的折射材料，这对于一定的光学元件有潜在的应用前景.     

钙钛矿型锰氧化物(La$lt;sub$gt;0.8$lt;/sub$gt;Eu$lt;sub$gt;0.2$lt;/sub$gt;)$lt;sub$gt;4/3$lt;/sub$gt;Sr$lt;sub$gt;5/3$lt;/sub$gt;Mn$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;O$lt;sub$gt;7$lt;/sub$gt;的磁性和电性研究

采用传统固相反应法制备钙钛矿型锰氧化物 (La_0.8Eu_0.2)_4/3Sr_5/3Mn₂O₇多晶样品, X-射线衍射分析表明, 样品(La_0.8Eu_0.2)_4/3Sr_5/3Mn₂O₇结构呈现良好的单相. 通过磁化强度随温度的变化曲线(M-T)、不同温度下磁化强度随磁场的变化曲线(M-H)和电子自旋共振谱发现: 在300 K以下, 随着温度的降低, 样品先后经历了二维短程铁磁有序转变 (T_C^2D ≈ 282 K)、三维长程铁磁有序转变(T_C^3D ≈ 259 K)、奈尔转变(T_N ≈ 208K)和电荷有序转变(T_CO ≈ 35 K); 样品 (La_0.8Eu_0.2)_4/3Sr_5/3Mn₂O₇在T_N以下, 主要处于反铁磁态; 在T_C^3D达到370 K时, 样品处于铁磁-顺磁共存态, 在370 K以上时样品进入顺磁态. 此外, 分析电阻率随温度的变化曲线(ρ-T)得到: 样品在金属-绝缘转变温度(T_P ≈ 80 K)附近出现最大磁电阻值, 其位置远离T_C^3D, 表现出非本征磁电阻现象, 其磁电阻值约为61%. 在T_CO以下, 电阻率出现明显增长, 这是由于温度下降使原本在高温部分巡游的e_g电子开始自发局域化增强所致. 通过对 (La_0.8Eu_0.2)_4/3Sr_5/3Mn₂O₇的ρ-T 曲线拟合, 发现样品在高温部分的导电方式基本遵循小极化子的导电方式. 关键词： 磁性 电性 金属-绝缘转变温度 电子自旋共振     

CaCu3Ti4O12陶瓷的微观结构和电学性能

利用传统的固相反应工艺，在不同的烧结温度下制备了一系列的CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷样品，考察了其微观结构以及介电和复阻抗方面的电学性质.研究发现这些样品在微观结构方面可分为三种类型，高介电性与微观结构有着密切的关联性.室温下，样品的低频介电常数随陶瓷晶粒尺寸的增大而提高.随着测试温度的升高，不同微观结构类型的样品呈现出不同的电学性质的变化，但其中也存在着一些相同的特征.高温下，介电频谱呈现出一个低频介电响应和两个类Debye型弛豫色散，复阻抗谱呈现出三个Cole-Cole半圆弧.将实验上观测到的电学性质的起因归于陶瓷多晶微结构中的晶畴、晶界和晶粒内的缺陷. 关键词： 3Ti₄O₁₂')" href="#">CaCu₃Ti₄O₁₂ 微观结构 电学性质     

Magnetic and transport properties of bilayered manganites La1.2Sr1.8Mn2-xGaxO7（x=0,0.08）

The magnetic and electrical properties of nonmagnetic Ga +3 ion substitution for Mn site are investigated in the bilayer manganite La 1.2 Sr 1.8 Mn 2 O 7.When the Mn is substituted by Ga,the ferromagnetic property obviously weakens,the magnetic transition temperature decreases and a spin-glass behaviour occurs at low temperature.Meanwhile,doping causes the resistivity to dramatically increase,the metal-insulator transition temperature to disappear,and a greater magneto-resistance effect to occur at low temperature.These effects result from the fact that Ga substitution dilutes the magnetic active Mn-O-Mn network and weakens the double exchange interaction,and further suppresses ferromagnetic ordering and metallic conduction.