SiN掺杂提高BaMgAl10O17:Eu2+荧光粉光学性能的第一性原理研究

使用基于密度泛函理论的CASTEP软件计算了BAM:Eu²⁺(BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺)荧光粉在SiN掺杂前后的能带、态密度、吸收光谱和Mulliken布居．Eu²⁺处于BR位置光吸收更强;SiN掺杂使处于BR位置的Eu²⁺的数量上升,而处于mO位置的Eu²⁺的数量下降,抵消了SiN掺杂降低Eu的态密度对光谱的影响．所以适量掺杂的SiN提高了BAM:Eu²⁺荧光粉的吸收发射光谱强度．Si-N键和Eu-N键的Mulliken布居数分别高于Al-O键和Eu-O键, 说明Si-N键和Eu-N键的共价性分别强于Al-O键和Eu-O键．发光中心Eu²⁺局域结构共价性的增强降低了BAM:Eu²⁺镜面层的活性,这是SiN掺杂提高BAM:Eu²⁺+荧光粉光学稳定性的主要原因．     

硅纳米结点电子输运性质的计算

运用第一性原理密度泛函理论结合非平衡格林函数方法,对3个Si原子构成的直线链耦合在Au(100)面形成的三明治结构的纳米结点的电子输运进行计算.结果得到结点电导随距离的变化,当d_z=1.584 nm时,结合能最小,结构最稳定,此时Si-Si键长为0.216 nm,Si-Au键长为0.227 nm,电导为0.729 G₀(G₀=2e²/h),其电子传输通道主要由Si原子的p_x、p_y轨道电子构成;随着外电压的增大,结点的电导减小,而其I-V曲线表现出线性特征.     

B12N12纳米笼：潜在的二氧化氮检测传感器

利用密度泛函理论通过计算吸附能量、HOMO/LUMO能隙变化、电荷转移、结构扭曲等研究二氧化氮分子在B12N12纳米笼的吸附．此外,通过计算B₁₂N₁₂的电子结合能、Gibbs自由能、态密度和分子表面的静电势研究其稳定性和其它特性．B₁₂N₁₂纳米笼吸附二氧化氮显示三种构型．B₁₂N₁₂团簇的HOMO/LUMO能隙变化对二氧化氮分子的存在非常敏感,从自由团簇的6.84 eV降为NO₂/团簇稳定团簇的3.23 eV．团簇的导电性被极大地提高,表明B₁₂N₁₂纳米簇可能是潜在的二氧化氮气体分子检测传感器.     

第一性原理研究LuAlO3中掺杂Ce3+的4f-5d跃迁性质

通过对基态4f电子采用杂化密度泛函理论方法、对5d激发态采用限制性布居方法,研究了LuAlO₃:Ce³⁺体系4f-5d跃迁的相关性质．结果表明,伴随着4f到5d的跃迁,Ce³⁺与8个最近邻配位O原子的平均键长缩短了0.05 ?,而且Stokes位移计算值与实验值相当吻合．在优化计算得到的LuAlO₃:Ce³⁺体系4f基态局域构型基础上,采用角重叠模型计算了5d能级的晶场分裂,与实验结果吻合较好.     

α-Al2O3(0001)表面原子缺陷对ZnO吸附影响

采用基于密度泛函理论的分子动力学方法，对α-Al₂O₃(0001)表面 Al，O原子空位缺陷及其对ZnO吸附进行了理论计算.电子局域函数显示了表面空位处的电子密度变化，表面Al原子空缺处有非常明显的缺电子区域，悬挂键临近O的电子密度增大，有利于对Zn的吸附；O原子空缺处的Al原子处存在孤立电子，其ELF值为005—03，将有利于同电负性较大的O或O^2-结合.通过吸附动力学模拟与体系能量的计算发现，表面缺陷显著增强了表面 的化学吸附，空缺原子处都被吸附原子填补，吸附结合能远大于单晶表面的情况.在Al空缺的表面，由于ZnO的O与表面O形成双键，破坏了α-Al₂O₃(0001)表面O六 角对称结构，减小了 O的表面扩散，从而不利于规则的ZnO薄膜生长.相反，O的空缺表面，弥补了α-Al_{2O3(0001)表面O空位缺陷，不影响基片表面O六角对称结构.}     

由纳米管和纳米颗粒构成的TiO2膜的制备与机理研究

采用聚苯乙烯小球修饰Ti片表面,并进行阳极氧化,制备出一种由纳米颗粒和纳米管构成的TiO₂膜．通过数值模拟,分析了氧化表面附近的局部电场分布对TiO₂膜形貌的影响．结果表明,覆盖物增强了局部电场,从而加快了O^2-与Ti的反应速率,有利于TiO₂的生长;与此同时,[TiF₆]^6-的扩散受到阻碍,使得TiO₂的溶解速率减慢．可见,覆盖物打破了TiO₂纳米管形成的平衡条件,导致纳米颗粒的生成．此外,通过X射线衍射和Raman光谱的测试分析发现,所制备的TiO₂为锐钛矿结构.     

密度泛函理论方法研究6H-SiC(0001)表面对氧分子和水分子的吸附

本文通过密度泛函方法计算6H-SiC(0001)表面对氧分子和水分子的吸附. 在6H-SiC(0001)表面上吸附的O₂分子自发地解离成O^*,并被吸收在C与Si原子之间的空位上. 吸附的H₂O自发地分解成OH^*和H^*,它们都被吸附在Si原子的顶部,OH^*进一步可逆地转化为O^*和H^*. H^*可以使Si悬键饱和并改变O^*的吸附类型,并进一步稳定6H-SiC(0001)表面并防止其转变为SiO₂.     

ErP5O14非晶玻璃的红外量子剪裁

研究了Er_1.0P₅O₁₄铒非晶玻璃的红外量子剪裁现象. 从吸收谱和激发光谱的计算比较中肯定了Er_1.0P₅O₁₄非晶 玻璃的1537.0 nm红外荧光为多光子量子剪裁荧光. 从Er_1.0P₅O₁₄非晶玻璃的可见和红外荧光发射光谱中发现激发²H_11/2, ⁴G_11/2和⁴G_9/2能级所导致的⁴I_13/2→⁴I_15/2量子剪裁红外荧光很强;基于自发辐射速率、无辐射弛豫速率和能量传递速率等参数的计算,对其量子剪裁机理进行了分析.发现起源于基态的强下转换能量传递{²H_11/2→⁴I_9/2,⁴I_15/2→⁴I_13/2},{⁴G_11/2→⁴I_13/2, ⁴I_15/2→²H_11/2},{⁴G_9/2→⁴F_7/2,⁴I_15/2→⁴I_13/2}和{⁴G_9/2→⁴I_13/2, ⁴I_15/2→²H_11/2}是导致Er_1.0P₅O₁₄非晶玻璃具有强的三光子和四光子量子剪裁红外荧光的原因.研究结果对改善太阳能电池效率有一定意义.     

光腔衰荡光谱研究PH2自由基在465-555 nm的光谱

采用光腔衰荡光谱记录了465-555 nm范围内PH₂自由基在射流冷却条件下的吸收光谱. 在超声射流条件下对氩载气中的PH₃和SF₆混合物直流放电产生PH₂自由基. 得到了7个有精细转动结构的振转谱带,并归属为PH₂自由基?²A₁- Χ²B₁电子跃迁的0⁰₀、2ⁿ₀、2ⁿ₁ (n=1-3)跃迁. 在已有的基础上,重新归属每一个振转谱带的转动量子数和转动项值;进一步精细化转动常数、离心畸变常数和自旋转动相互作用常数. 另外还简单讨论了每个K结构受到其它电子态的微扰.     

CO2在Pd表面吸附的热力学

 用密度泛函方法和相对论有效原子实势,分别对PdCO₂,PdCO和PdH的基态几何构型进行优化, 得到PdCO₂分子基态为Cs构型, Pd与CO2分子在同一平面, 键长PdC为0.203 0 nm, CO为0.118 3 nm, CO′为0.121 0 nm, 键角∠OCO′为154.215°,电子状态为1A′; PdCO分子基态电子状态为1+, 键长PdC为0.183 4 nm, CO为0.114 0 nm, 键角∠PdCO为180°; PdH分子基态为2∑, 键长PdH为0.152 6 nm。根据电子-振动近似理论计算了不同温度下金属Pd 与CO₂,CO及H2分子反应的生成热力学函数, 导出了反应平衡压力随温度的变化关系。分析认为杂质CO₂气体引起Pd合金膜中毒可能是由于CO₂分子吸附在Pd膜表面,形成Pd的CO₂化合物后,再自发分解为PdO和CO,而使Pd表面出现O和CO中毒所致。     

ATP synthase: from single molecule to human bioenergetics

ATP synthase (F_oF₁) consists of an ATP-driven motor (F₁) and a H⁺-driven motor (F_o), which rotate in opposite directions. F_oF₁ reconstituted into a lipid membrane is capable of ATP synthesis driven by H⁺ flux. As the basic structures of F₁ (α₃β₃γδε) and F_o (ab₂c₁₀) are ubiquitous, stable thermophilic F_oF₁ (TF_oF₁) has been used to elucidate molecular mechanisms, while human F₁F_o (HF₁F_o) has been used to study biomedical significance. Among F₁s, only thermophilic F₁ (TF₁) can be analyzed simultaneously by reconstitution, crystallography, mutagenesis and nanotechnology for torque-driven ATP synthesis using elastic coupling mechanisms. In contrast to the single operon of TF_oF₁, HF_oF₁ is encoded by both nuclear DNA with introns and mitochondrial DNA. The regulatory mechanism, tissue specificity and physiopathology of HF_oF₁ were elucidated by proteomics, RNA interference, cytoplasts and transgenic mice. The ATP synthesized daily by HF_oF₁ is in the order of tens of kilograms, and is primarily controlled by the brain in response to fluctuations in activity.     

TiN和Ti1-xSixNy薄膜的微观结构分析

使用x射线衍射(XRD)、x射线光电子谱(XPS)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和原子力显微镜（AFM）多种观测手段分析了TiN薄膜和Ti_1-xSi_xN_y纳米复合薄膜的微观结构.实验分析证明Ti_1-xSi_xN_y薄膜是由直径为3—5nm的纳米晶TiN和非晶Si₃N₄相构成，并且Ti_1-xSi_{x关键词： 纳米复合薄膜 自由能 表面粗糙度 TiN 1-x}Si_xN_y')" href="#">Ti_1-xSi_xN_y     

分级多孔Cafe2O4/C的合成及其微波催化活性

以天然木棉为模板,利用造孔及纳米颗粒自组装两步法合成了分级多孔的Cafe₂O₄/C复合催化剂. Cafe₂O₄/C复合催化剂保留了木棉模板的中空纤维形貌,且该中空纤维是由碳及均匀分布在碳表面的Cafe₂O₄纳米颗粒组成. 该复合催化剂具有较强的甲基紫微波催化降解活性. 研究了Cafe₂O₄负载量、微波功率、催化剂用量、甲基紫的初始浓度和pH值对微波诱导甲基紫降解的影响. 结果表明,Cafe₂O₄/C微波降解甲基紫的催化反应具有较高的反应速率和较短的反应时间. 其降解反应符合一级动力学模型. Cafe₂O₄/C 高的催化活性得益于催化反应和吸附特性之间的协同作用.     

Synthesis of industrial diamonds using FeNi alloy powder as catalyst

Synthesis of diamond single crystals in Fe80Ni20 C system was carried out in a cubic anvil high-pressure and high-temperature apparatus. This paper reports that the surface morphology and inclusion distribution of the grown diamonds had been observed. It finds that the inclusions in cubic and octahedral diamonds radiated along certain crystal orientation, while the inclusion distribution in cubo-octahedral diamond seemed independent of crystal orientation. By using scanning electron microscope, the surface morphology of the three shapes of diamonds was observed. The results of Mossbauer spectrum indicated that there were iron-inclusions FeaC and Fe-Ni alloy in the diamonds. According to the Fe-C phase diagram, FeaC should have formed during the quenching process. Nickel might have an inhibitory effect on the formation of Fe3C.     

Synthesis of Biomorphic ZrO2-CeO2 Nanostructures by Silkworm Silk Template

以桑蚕丝为模板制备多级生物形态结构ZrO₂-CeO₂. 整个合成过程是由桑蚕丝模板的导向作用决定的. 分析结果表明ZrO₂-CeO₂结晶良好,呈多级网络中空纤维结构,直径为16～28μm,800 oC煅烧后ZrO₂-CeO₂晶粒尺寸约为14 nm.     

特定位点上CO2与(TiO2)n团簇相互作用的第一性原理研究

本文基于密度泛函理论系统地研究了(TiO₂)_n团簇上二氧化碳(CO₂)的吸附和活化性质. 计算结果表明,CO₂更倾向于吸附在(TiO₂)_n团簇的桥氧原子上,形成“化学吸附”碳酸盐络合物. 而CO更倾向于吸附到末端Ti-O的Ti原子上. 发现计算得到的碳酸盐振动频率值与实验获得的结果非常吻合,这表明配合物中CO₂的几何构型与其线性型相比,有微小的弯转. 通过对电子结构、电荷密度、电离势、HOMO-LUMO以及态密度的分析,证实了CO₂与团簇之间的电荷转移以及相互作用. 从预测的能量分布图来看,(TiO₂)_n团簇上的CO₂活化与结构密切有关,相比于块体的TiO₂,CO₂在团簇结构上更易于吸附和活化.     

花状NaY(MoO4)2的合成和(MoO4)2:Eu3+的光学性质

用微波辅助水热-煅烧法成功合成了花状NaY(MoO₄)₂颗粒,用XRD、XPS、FESEM进行了表征,提出了花状NaY(MoO₄)₂颗粒可能的形成机理. 采用相同的方法合成了NaY(MoO₄)₂:Eu³⁺荧光体,该荧光材料在612 nm处有一个强的发射峰,可用作白色发光二极管的红色磷光剂. 此外,微波辅助水热-煅烧法可能发展成为制备其他花状稀土钼酸盐的有效途径.     

Co和稳定元素对Nd3(Fe,Co,M)29(M=Ti,V,Cr) 化合物结构和磁性的影响

利用x射线衍射和磁测量研究了不同稳定元素Co以及Ti,V和Cr替代对Nd₃Fe_29-x-yCo_xM_y(M=Ti,V,Cr)化合物结构和磁性的影响.研究发现:每一个稳定元素都有一替代量极限,在此极限以内所有化合物均为Nd₃(Fe,Ti)₂₉型结构,A2/m空间群.不同稳定元素的溶解极限不同.Co的替代量与稳定元素有关,当以Cr作为稳定元素时,Cr的替代量随着Co含量的提高而提高 关键词： 3(Fe')" href="#">Nd₃(Fe Co 29')" href="#">M)₂₉ 结构 磁性     

掺铒Si/Al2O3多层结构中结晶形态对1.54 μm发光的影响

利用脉冲激光沉积的方法制备掺铒 Si/Al₂O₃多层结构薄膜,获得了由纳米结构的Si作为感光剂增强的Er³⁺在1.54 μm高效发光.利用拉曼散射、高分辨透射电镜和光致发光测量研究了在不同退火温度下（600—1000 ℃）纳米结构Si层的结晶形态变化,及对Er³⁺在1.54 μm的发光的影响特征.研究发现最佳发光是在退火温度600—700 ℃.在这个条件下纳米Si的尺寸和密度,Si和Er的作用距离以及Er^{3+ 关键词： 铒 纳米硅 能量转移 氧化铝}     

径向生长的具有分级结构的四氧化三钴微晶及其在气体传感上的应用

通过在水热合成后追加退火处理,制备了径向生长的具有分级结构的树枝状三维Co₃O₄晶体,并用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对其结构和形貌进行了表征. 在110 oC对其气体探测性能的研究表明这种Co₃O₄分级结构对氨气有较高的探测灵敏度和响应速度(10 s),性能稳定并具有可重复性. 同时,还在较低的探测温度下对酒精、丙酮和苯进行了气敏探测.