硼、氮原子的掺杂对单个苯环的电子结构与传输特性的影响

采用基于密度泛涵理论的第一性原理和非平衡格林函数方法研究了硼、氮原子的掺杂对于苯环的电子结构与电子传输特性的影响．结果显示硼、氮原子的掺杂明显改变了C32分子的电子结构和电子传输特性特性,硼原子的掺杂明显增强了苯环的电子传输特性,而氮原子的掺杂却明显降低了苯环的电子传输特性．同时分析了产生这些现象的原因．计算结果还显示随着外加偏压的增大,苯环的电子传输性能逐渐减弱．     

Mg、Na原子嵌入对富勒烯C32分子的电子结构与传输特性的影响

采用基于第一性原理的密度泛函理论（DFT）和非平衡格林函数（NEGF）方法对嵌入Na和Mg的富勒烯C₃₂分子Mg@C₃₂和Na@C₃₂连接面电极Au（1,1,1）所构成的分子器件进行了电子结构与传输特性的理论研究.得出了2个分子桥的电子结构、电子传输概率及伏安（Ⅰ-Ⅴ）特性.分析了影响电子结构与电子传输特性的因素.结果表明,金属Mg原子和Na原子的嵌入都大大增强了C₃₂分子的电子传输性能.     

扶手椅型氮化镓纳米管电子结构与传输特性的研究

本文采用密度泛函理论和非平衡格林函数对扶手椅型氮化镓纳米管（n,n）（2≤ n ≤10）的电子结构和输运性质进行了研究。结果表明,所有的扶手椅型氮化镓纳米管都是间接带隙半导体,带隙随着纳米管直径的增加而增加,并且得到了两极体系下氮化镓纳米管的电流-电压曲线。氮化镓纳米管的半导体特性随着纳米管直径的增加越来越明显,电子态密度和电子透射光谱都具有脉冲型尖峰并且最大峰值随着n的增加而增加。这说明电子态密度和电子透射光谱峰在能量范围内,有较好的对应关系。     

碳原子线的电子传输特性

单分子电子器件的电子传输特性是当前分子电子学领域研究的热点.本文采用第一原理的ab inito法与格林函数方法,对Au电极-碳原子线-Au电极体系的电子结构以及电子传输等特性进行了分析,给出了C5、C10与C15原子线的电导 -电压曲线与伏安曲线.研究结果表明:碳原子线与Au电极之间的"接触"(结合)既有共价键的成分,又有离子键的成分;碳原子线的电导率及伏安特性具有特殊的量子效应和尺寸效应.     

剪切形变对硼氮掺杂碳纳米管超晶格电子结构和光学性能的影响

碳纳米管作为最先进的纳米材料之一, 在电子和光学器件领域有潜在的应用前景, 因此引起了广泛关注. 掺杂、变形及形成超晶格为调制纳米管电子、光学性质提供了有效途径. 为了理解相关机理, 利用第一性原理方法研究了不同剪切形变下扶手椅型硼氮交替环状掺杂碳纳米管超晶格的空间结构、电子结构和光学性质. 研究发现, 剪切形变会改变碳纳米管的几何结构, 当剪切形变大于12%后, 其几何结构有较大畸变. 结合能计算表明, 剪切形变改变了掺杂碳纳米管超晶格的稳定性, 剪切形变越大, 稳定性越低. 电荷布居分析表明, 硼氮掺杂碳纳米管超晶格中离子键和共价键共存. 能带和态密度分析发现硼氮交替环状掺杂使碳纳米管超晶格从金属转变为半导体. 随着剪切形变加剧, 纳米管超晶格能隙逐渐减小, 当剪切形变大于12%后, 碳纳米管又从半导体变为金属. 在光学性能中, 剪切形变的硼氮掺杂碳纳米管超晶格的光吸收系数及反射率峰值较未受剪切形变的均减小, 且均出现了红移.     

并二苯环纳米分子桥的电子传导特性

利用基于GreenFunction的Tight binding方法,对由平面苯分子环耦合成的二端子纳米分子桥进行了理论计算和数值模拟,得出了入射电子通过纳米分子桥传输到不对称端点的电子传输概率,揭示出传导电子与分子轨道共振时传输峰值的出现和电子传输振荡的物理机制.利用Fisher Lee关系式和电子流密度理论,在传输概率出现峰值的四个能量点E=±0.68和E=±1.38处计算了分子桥内的电子流分布,给出了这些能量点处环电流生成的物理解释和键电流的最大值,并且给出了分子内电流分布的图形模拟结果.     

压缩变形对C20富勒烯分子电子传输特性的影响

分别采用分子动力学方法与扩展的H櫣ｃｋｅｌ方法分析了双Ａｕ电极作用下 ,未变形以及压缩量为 10 %、2 0 %的C2 0 富勒烯分子的几何构形与电子结构 ;采用扩展的H櫣ｃｋｅｌ方法与格林函数方法计算了三种Ａｕ电极 压缩C2 0 分子 Au电极体系的导电性 .研究结果表明 ,C2 0 分子与Au电极之间的“接触”改变了C2 0 分子的电子结构 ;C2 0 分子与Au电极之间的结合既有共价键的成分 ,又有离子键的成分 ,跟Au电极对C2 0 分子的压缩量紧密相关 ;压缩的C2 0 分子具有更好的导电性能 .     

Au电极连接富勒烯C32分子的电子结构与传输特性

采用基于密度泛函理论(DFT)和非平衡格林函数(NEGF)的第一性原理方法对富勒烯C₃₂分子及在C₃₂分子的距离最远的两个碳原子处连接Au(1,1,1)电极的分子器件进行了电子结构和电子输运性质的研究.考虑到中间分子与Au电极间距离变化的情况,通过计算得出了在不同距离下分子器件的电子传输谱和I-V特性,分析了各器件的电子结构和电子输运特性产生的原因,并分析了电极与中间分子的连接距离及门电压对分子器件电子输运的影响.得出了电极与所连接的中间分子之     

硼氮掺杂对立方PbTiO3电子结构和光学性质影响的第一性原理研究

钛酸铅(PTO)因具有优异的铁电、压电特性及光学性质而备受关注.但B、N掺杂对顺电相PTO电子结构和光学性质的影响还不明确,因此,利用第一性原理对立方PTO开展准确的性质预测尤为必要.本文采用广义梯度近似的PBE泛函(GGA-PBE)和杂化泛函(HSE06)研究了B、N替位掺杂(B_O、N_O)和O空位(V_O)对PTO的基态性质、电子结构和光学性质的影响.研究表明：贫氧态的PTO比富氧态更容易形成杂质缺陷,且N_O缺陷最难形成.当B_O、N_O缺陷存在时,PTO的价带顶和导带底向低能量方向移动,在两者之间出现杂质能级,使其导电性能提高且含B_O的PTO为间接带隙半导体,而含N_O的PTO为直接带隙半导体. N_O体系在波长大约为230 nm处有最大吸收峰,该峰主要源于O 2p和Ti 3d之间的电子跃迁,且N_O体系对可见光的吸收能力最强,有望提高PTO的光催化能力.     

氮掺杂手性碳纳米管的电子结构和输运特性的理论研究

运用第一性原理的密度泛函理论,结合非平衡格林函数,研究了氮原子取代掺杂手性单壁(6,3)碳纳米管的电子结构和输运特性.计算结果表明:不同构形和不同数目的氮原子取代掺杂对手性碳管的输运性质有很复杂的影响.研究发现,氮原子掺杂明显改变了碳管的电子结构,使金属型手性碳管的输运性能降低,电流-电压曲线呈非线性变化,而且输运性能随着杂质原子间间距的变化而发生显著改变.在一定条件下,金属型碳管向半导体型转变. 关键词： 手性单壁碳纳米管 氮掺杂 电子结构 输运性能     

B原子的掺杂对富勒烯C32的电子传输特性与负微分电阻效应的影响

采用基于密度泛涵理论的第一性原理和非平衡格林函数方法研究了硼原子的掺杂对于富勒稀C32分子的电子传输特性与负微分电阻效应的影响．结果显示硼原子的掺杂明显改变了C32分子的电子传输特性和负微分电阻效应．同时研究了掺杂的硼原子的个数多少对C32分子的影响．     

Scattering and Transmission by a Monolayer of Spheres: A Study on the Monolayer Structure

The angular distribution of scattered light and the transmission of radiation through a monolayer of monodisperse spherical particles at variable particle concentration are studied. The scattering of light by a single particle is calculated with the classical Lorentz‐Mie theory. For a monolayer of mono‐dispersed spherical particles, if the monolayer density is less than 0.5 and the particle size parameter is larger than 5, effects from multiple scattering and dependent scattering can be excluded so that only steric interactions are considered. It is found that the scattering pattern, especially in the forward and backward directions, and the transmission are strongly dependent on the monolayer density.     

Zn,Cd掺杂AlN电子结构的第一性原理计算

基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一性原理的平面波超软赝势方法(USPP),对Zn,Cd掺杂AlN的32原子超原胞体系进行了几何结构优化,从理论上给出了掺杂和非掺杂体系的晶体结构参数。计算了掺杂AlN晶体的结合能、电子态密度、差分电荷密度,并对计算结果进行了细致的分析。计算结果表明,Cd、Zn都可以提供很多的空穴态,是良好的p型掺杂剂,但是相对于Cd, Zn原子在AlN晶体中的溶解度更大,并且可以提供更多的空穴,有利于形成更好的p型电导。     

First-Principles Study on Electronic Structure and Half-Metallic Properties of CoNCN and NiNCN

We studied the electronic structure of the two new transition-metal carbodiimides CoNCN and NiNCN using first-principles method, which is based on density-functional theory （DFT）. The density of states （DOS）, the total energy of the cell and the spin magnetic moment of CoNCN and NiNCN were calculated. The calculations reveal that the compound CoNCN and NiNCN have hall-metallic properties in ferromagnetic ground state, and the spin magnetic moment per molecule is about 7.000 μB and 6.000 μB for CoNCN and NiNCN, respectively.     

Electronic Structure Analysis of USiO4

Uranium is a member of Actinides and plays important role in nuclear science and technology. Electronic and structural investigations of actinide compounds attract major interest in science. The electronic structure and chemical bonding of coffinite USiO4 are investigated by X-ray Absorption Fine Structure spectroscopy （XAFS）. U L3- edge absorption spectrum in USiO4 is compared with U L3-edge spectra in UO2 and UTe due to their different electronic and chemical structures. The study presents XANES （x-ray Absorption Near-Edge Structure） and Extended XAFS （EXAFS） calculations of USiO4 thin films. The full multiple scattering approach has been applied to the calculation of U L3 edge XANES spectra of USiO4, UO2 and UTe, based on different choices of one electron potentials according to Uranium coordinations by using the real space multiple scattering method FEFF 8.2 code.     

Benzene and NO on a Ru(0 0 1) surface: Electronic structure and bonding

We have theoretically studied the co-adsorption of benzene and NO on a Ru surface. The calculations were performed using the atom superposition and electron delocalisation-tight-binding (ASED-TB) method. We have modelled the Ru(0 0 1)-p(3 × 3)-4C₆D₆ + 2NO co-adsorbed layer from experimental data.We have confirmed that the more stable sites are hcp on the Ru for both benzene and NO co-adsorbates.The NO states are more stabilized in the co-adsorbed system. There is more bonding between RuN than RuC. We have described an important interaction of on H (from benzene) and the O (from a close NO). That results explain previous experimental reports and confirm suggested direct interaction.     

β-SiC的电子结构和物态方程

 给出了用LMTO-ASA方法计算的共价晶体β-SiC的电子结构和物态方程。其压缩比σ＝1.0~2.5。我们在维格纳－赛兹原胞中放入两个空球来模拟原子球的密堆积效果。结果表明，对于开结构体系晶体物性的计算，本方法也是适用的。     

纤锌矿结构AlInN电子及光学性质的第一性原理研究

本文通过基于密度泛函理论的第一性原理,研究了纤锌矿结构Al1-xInxN在不同In浓度下的稳固结构,以及电子和光学性质的变化规律。研究表明,AlInN不同In浓度的晶格结构都很稳定,说明AlInN的兼容性很好。晶格常数随In浓度的增大不断增大,而混晶的带隙则不断减小。并且随In浓度的增大,混晶在紫外光区的吸收系数、反射系数及折射率增大,吸收边、吸收峰和反射峰蓝移,且这两个峰的峰值减小。AlInN的吸收、反射和折射率曲线在Eg处出现峰值行为,此Eg处的峰值大小随In浓度的增加而增大。当In浓度达到87.5%时,混晶AlInN在紫外光区的吸收、反射和折射能力均达到最强,表明此时的掺杂效果最好。