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相似文献
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1.
CF_(3)I作为SF_(6)最具潜力的新型环保绝缘气体,在电气设备出现局部放电、过热等缺陷故障时,会产生C_(2)F_(6)和C_(2)F_(4)等强温室气体,为确保电力设备稳定运行,有必要对CF_(3)I典型分解组分吸附去除.本文基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,通过吸附能、吸附距离、电荷转移和态密度等吸附指标,分别探究了不同数量Pt掺杂MoSe_(2)对C_(2)F_(6)和C_(2)F_(4)气体分子的吸附性能.研究结果表明:不同数量Pt掺杂在MoSe_(2)表面均存在稳定的掺杂结构,且相较本征MoSe_(2),Pt掺杂后的MoSe_(2)导电性均得到了有效增强;Pt掺杂MoSe_(2)对CF_(3)I分解组分的吸附效果:Pt_(2)-MoSe_(2)>Pt-MoSe_(2)>Pt_(3)-MoSe_(2)>Pt_(4)-MoSe_(2),且Pt_(2)-MoSe_(2)对C_(2)F_(4)表现出强烈的化学吸附作用,而对C_(2)F_(6)为弱物理吸附;Pt_(2)-MoSe_(2)对CF_(3)I分解组分具有选择吸附性,有望用作CF_(3)I典型分解组分C_(2)F_(4)的吸附去除材料.  相似文献   

2.
Co掺杂BiFeO3的第一性原理研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
张晖  刘拥军  潘丽华  张瑜 《物理学报》2009,58(10):7141-7146
采用密度泛函理论结合投影缀加波(PAW)方法,研究了具有钙钛矿结构的BiFeO3材料及对BiFeO3进行B位Co元素替代掺杂得到的BiFe075Co025O3材料的磁结构、电子结构、能带结构.结果表明:Co的掺入不破坏原有的钙钛矿结构,对材料铁电性影响不大;掺杂导致原有的G型反铁磁序发生变化,形成了亚铁磁序的磁结构,材料的铁磁性有了很大提高;然而,Co杂质的掺入使材料的绝缘性有所减弱. 关键词: 第一性原理计算 3')" href="#">Co掺杂BiFeO3 铁磁性  相似文献   

3.
全氟五碳酮(C5F10O)作为可替代SF6的新型环保绝缘气体已被投入到实际应用中. 在绝缘设备内部不可避免的会发生局部放电等故障,造成C5F10O绝缘气体分解产生弱绝缘性能甚至剧毒的分解组分,为保证绝缘设备的安全运行,在不影响气敏传感器正常检测绝缘设备内部故障的情况下,需对这些分解组分进行有选择地吸附去除. 新型类石墨烯C3N材料在气体吸附领域具有良好的应用前景,文中基于第一性原理计算了CuO分子掺杂C3N对主要分解组分CF4、C2F6及剧毒产物CF2O、HF的吸附过程,计算并分析了各分解组分吸附时的吸附能、态密度、电荷转移量、差分电荷密度以及不同环境温度下的恢复时间. 结果表明,CuO-C3N对HF表现出良好的吸附性,CF2O次之,但其无法吸附CF4与C2F6,因此CuO-C3N可以作为一种高性能的气体吸附剂对C5F10O绝缘设备内的剧毒分解组分HF进行吸附去除.  相似文献   

4.
石瑜  白洋  莫丽玢  向青云  黄亚丽  曹江利 《物理学报》2015,64(11):116301-116301
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.  相似文献   

5.
N掺杂锐钛矿TiO2光学性能的第一性原理研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
彭丽萍  徐凌  尹建武 《物理学报》2007,56(3):1585-1589
用平面波赝势方法(PWP)计算了N掺杂锐钛矿型TiO2前后的光学特性,即介电函数虚部ε2(ω),光学吸收系数I(ω)和反射率R(ω). 并从能带结构上解释了为什么掺N后锐钛矿型TiO2的光学谱在2.93,3.56和3.97eV处相对掺杂前会出现3个峰值的原因. 从光谱图上分析得出,掺杂后TiO2要发生红移现象,实验现象证实了这一结果. 关键词: N掺杂 2')" href="#">锐钛矿型TiO2 光学性能 第一性原理  相似文献   

6.
郑树凯*  吴国浩  刘磊 《物理学报》2013,62(4):43102-043102
利用基于密度泛函理论的第一性原理对不同P掺杂形式(P替位Ti, P替位O, 间隙P)的锐钛矿相TiO2的晶格常数、电荷布居、能带结构、分态密度和吸收光谱进行了计算. 结果表明, P替位Ti时, TiO2体积减小, P替位O和间隙P的存在使TiO2的体积膨胀; 替位Ti的P和间隙P均有不同程度的氧化, 而替位O的P带有负电荷. 三种P掺杂形式均导致锐钛矿相TiO2禁带宽度的增大, 并在TiO2禁带之内引入了掺杂局域能级. P掺杂导致TiO2禁带宽度增大的程度依次为: 间隙P>P替位Ti>P替位O. 吸收光谱的计算结果表明, P替位Ti并不能增强TiO2的可见光吸收能力, 但间隙P的存在大幅提高了TiO2的可见光光吸收能力, 间隙P有可能是造成实验上P掺杂增强锐钛矿相TiO2光催化活性的重要原因. 关键词: P掺杂 2')" href="#">锐钛矿相TiO2 第一性原理  相似文献   

7.
本文基于第一性原理分别计算了Fe, Ag掺杂对单层MoSe2电子结构和光电效应的影响,结果表明:与本征单层MoSe2相比,Fe, Ag掺杂体系的能带更加密集,且费米能级附近均出现了较多杂质能带;通过对分波态密度进行分析,发现其分别是由Fe-3d、Se-4p轨道和Se-4p、Mo-4d轨道所贡献.在近乎整个可见光范围内,Fe, Ag掺杂有效加强了单层MoSe2的光响应能力,其中Ag掺杂效果最好;这可以归结于掺杂显著改变了单层MoSe2费米能级附近的能带结构.即掺杂进一步减小了体系的带隙,更有利于电子跃迁,进而产生较大的光响应.研究结果可为单层MoSe2在光电器件的实际应用提供一定的理论参考.  相似文献   

8.
张易军  闫金良  赵刚  谢万峰 《物理学报》2011,60(3):37103-037103
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势(USPP)法, 在广义梯度近似(GGA)下计算了本征β-Ga2O3和Si掺杂β-Ga2O3的能带结构、电子态密度、差分电荷密度和光学特性. 在蓝宝石衬底(0001)晶面上用脉冲激光沉积(PLD)法制备了本征β-Ga2O3和Si掺杂β-Ga2O3薄膜, 测量了其吸收光谱和反射光 关键词: 第一性原理 超软赝势 密度泛函理论 2O3')" href="#">Si掺杂β-Ga2O3  相似文献   

9.
陈玉红  杜瑞  张致龙  王伟超  张材荣  康龙  罗永春 《物理学报》2011,60(8):86801-086801
采用第一性原理方法研究了H2分子在Li3N(110)晶面的表面吸附. 通过研究H2/Li3N(110)体系的吸附位置、吸附能和电子结构发现: H2分子吸附在N桥位要比吸附在其他位置稳定,此时在Li3N(110)面形成两个-NH基,其吸附能为1.909 eV,属于强化学吸附;H2与Li3N(110)面的相互作用主要是H 1s轨道与N 关键词: 第一性原理 3N(110)')" href="#">Li3N(110) 2')" href="#">H2 吸附和解离  相似文献   

10.
利用第一性原理方法研究了一氧化碳分子在本征和硼、氮、铝、磷掺杂的有限尺寸石墨烯上的吸附机理.结果表明,石墨烯作为一氧化碳传感器时的性能依赖于掺杂元素.本征、硼和氮掺杂石墨烯吸附一氧化碳时的吸附能较低,为物理吸附.铝、磷掺杂石墨烯的吸附能显著提高,比本征、硼和氮掺杂时高出约一个数量级,且铝和磷原子从石墨烯中突出,使其发生局部弯曲.铝掺杂石墨烯增强了石墨烯与一氧化碳分子之间的相互作用,可以提高石墨烯的气敏性和吸附能力,是一氧化碳传感器的最佳候选材料之一.  相似文献   

11.
NH3的催化分解一直是制备高纯度氢的有效途径之一,因此具有良好的催化活性的贵金属被广泛的应用于催化解离的研究中.然而,由于纯金属催化剂的利用效率低,增加催化成本.最近的研究发现单原子催化剂Ir1/MoS2以其突出的优势被认为是一种潜在的能替代现有贵金属催化剂的材料.本文采用密度泛函理论与周期性平板模型相结合的方法,研究了NH3在单原子催化剂Ir1/MoS2上的吸附与活化.结果表明:NH3的优势吸附位为Ir原子的顶位,构型为倾斜结构(atop),NH3与体系表面的金属Ir成键,吸附能达到1.63 eV,是化学吸附;进一步分析了NH3直接催化分解的反应路径,给出了相应的反应热、活化能,结果显示NH3在atop位的解离比脱附有利,第一步脱氢反应活化能最小,N-H键易断裂,第二步反应能垒较高,此步为整个反应的决速步.  相似文献   

12.
The geometric and electronic structures of Eu doped single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) have been studied using density functional theory. Three different doping configurations are considered. All of these configurations are stable upon relaxation, and Eu atom on the top of the inside hole site is the most favorable configuration for most nanotubes, except (3,3) CNT. The formation energies vary regularly with the same trend as in the Co and Fe doped cases. The electronic structures studies indicate that the charge transfer basically occurs between 5d6s of Eu and the antibonding orbital of the C6 ring of the SWCNT. Eu atom is monovalent for the exohedral and substitutional doping, and for the endohedral doping of large radius nanotubes; it is bivalent for endohedral doping of (3,3) tube. As the radius increases, the net charges on Eu atom steadily decrease for exohedral and endohedral doping. The magnetic moments of Eu atoms are preserved in all of the configurations, but they vary with the radius of nanotube and adsorbing sites.  相似文献   

13.
Masoud Nahali 《Molecular physics》2013,111(13):1437-1445
Density functional theory is used in a spin-polarized plane wave pseudopotential implementation to investigate molecular oxygen adsorption and dissociation on graphite and nickel-doped graphite surfaces. Molecular oxygen physisorbs on graphite surface retaining its magnetic property. The calculated adsorption energy is consistent with the experimental value of ?0.1?eV. It is found that substituting a carbon atom of the graphite surface by a single doping nickel atom (2.8% content) makes the surface active for oxygen chemisorption. It is found that the molecular oxygen never adsorbs on doping nickel atom while it adsorbs and dissociates spontaneously into atomic oxygens on the carbon atoms which are bound to the nickel. The adsorption energy of ?1.4?eV and zero activation energy barrier indicate that O2 dissociative adsorption is both thermodynamically and kinetically favoured over the surface. The large electric field near the doping nickel atom along with the excess electrons on the neighbouring carbon atoms, which are bound to the nickel induce molecular oxygen to adsorb and dissociate favourably.  相似文献   

14.
15.
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对未掺杂及稀土材料La掺杂3C-SiC的电子结构和光学性质进行理论计算.计算结果表明,La掺杂引起3C-SiC晶格体积增大,掺杂体系能量更小,掺杂体系的结构更稳定;未掺杂3C-SiC是直接带隙半导体,其禁带宽度为1.406 eV,La掺杂后带隙宽度下降为1.161 eV,La掺杂3C-SiC引入了3条杂质能级,能量较高的1条杂质能级与费米能级发生交叠,另外2条杂质能级都在费米能级以下价带顶之上,La掺杂引起3C-SiC吸收谱往低能区移动,未掺杂3C-SiC的静态介电常数为2.66,La掺杂引起静态介电常数增加为406.01,La掺杂3C-SiC是负介电半导体材料.  相似文献   

16.
The electronic structures and magnetic properties in zinc-blende structure ZnS doped with nonmagnetic noble metal palladium have been investigated by means of density functional theory (DFT) calculations employing the generalised gradient approximation (GGA) and the GGA plus Hubbard U (GGA + U). Both the GGA and GGA + U methods demonstrate half-metallicity in Pd-doped ZnS with total magnetic moments of about 2.0μ B per supercell. The half-metallic ferromagnetism stems from the hybridisation between Pd-4d and S-3p states and could be attributed to a double-exchange mechanism. These results suggest a recipe for obtaining a promising dilute magnetic semiconductor by doping nonmagnetic 4d elements in ZnS matrix.  相似文献   

17.
18.
The adsorption and reaction behaviors of CF3CH2I on Ag(111) were systematically studied by density functional theory (DFT) calculations. Physical adsorption of CF3CH2I on Ag(111) occurs due to the weak interactions between surface Ag atoms and iodine atom of CF3CH2I; while strong chemisorption occurs for CF3CH2 fragment on Ag(111). Electronic analysis indicates that the singly occupied molecular orbital (SOMO) of CF3CH2 strongly interacts with the surface Ag atoms. It is very interesting to find that the most stable structures of CF3CH2 on Ag(111) locate at the top site, instead of the hollow sites. This might be attributed to the facts that CF3CH2 adsorbed at the top site will maximize the sp3-type hybridization, and the possible weak interaction between the fluorine lone pair electrons of p orbitals for CF3CH2 and surface Ag(111) occurs, which is supported by the charge density difference (CDD) analysis with a low isosurface value. We propose that the charge density difference (CDD) analysis with a high or low isosurface value can be widely applied to analyze the strong or weak electronic interactions upon adsorption. Transition state calculations suggested that the energy barrier of CF bond rupture for CF3CH2I on Ag(111) (1.44 eV) is much higher than that of CI bond breakage for CF3CH2I (0.43 eV); and the activation energy of the CF bond dissociation for CF3CH2(a) is 0.67 eV.  相似文献   

19.
The main objective of this study is to understand the sensing origin of anatase TiO2 and provide an insight into why gas sensitivity of anatase TiO2 is not so excellent.
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