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2.
First-Principles Study of La Doping Effects on the Electronic Structures and Photocatalytic Properties of Anatase TiO2
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The effects of doping concentration, position and oxygen vacancy defect on the stability, electronic and optical properties of La-doped anatase TiO2 have been investigated based on DFT+U method. The calculations indicated that the doping concentration and sites of La affected the stability and band gap of La-doped TiO2 significantly due to the lattice distortion, which obey the ionic Pauling’s rules and crystal field theories; moreover, the simulated adsorption spectrum shows an obviously increase in the photocatalysis properties, which are in good agreement with recently experimental measurements. The oxygen vacancy defect will enhance the structural stability and the adsorption of visible light in La-doped TiO2 system, which is important in photocatalytic application. 相似文献
3.
采用第一性原理赝势平面波方法, 在局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)下分别计算了BaTiO3立方相和四方相的电子结构, 并在局域密度近似下计算了BaTiO3立方相的光学性质. 结果表明, BaTiO3立方相和四方相都为间接带隙, 方向分别为Γ-M和Γ-X, 大小分别为2.02和2.20 eV. 对BaTiO3和PbTiO3铁电相短键上电子布居数的对比分析, 给出了它们铁电性大小的差别. 且在30 eV的能量范围内研究了BaTiO3 的介电函数、吸收系数、折射系数、湮灭系数、反射系数和能量损失系数等光学性质,并基于电子能带结构对光学性质进行了解释. 计算结果与实验数据相符合. 相似文献
4.
Zheng Chen Zhe-ning Chen An-an Wu Guo-tao Wu Zhi-taoXiong Ping Chen Xin Xu 《化学物理学报(中文版)》2012,25(6):676-680
Borohydrides have been recently hightlighted as prospective new materials due to their high gravimetric capacities for hydrogen storage. It is, therefore, important to under-stand the underlying dehydrogenation mechanisms for further development of these ma-terials. We present a systematic theoretical investigation on the dehydrogenation mecha-nisms of theMg2(BH4)2(NH2)2 compounds. We found that dehydrogenation takes place most likely via the intermolecular process, which is favorable both kinetically and thermo-dynamically in comparison with that of the intramolecular process. The dehydrogenation of Mg2(BH4)2(NH2)2 initially takes place via the direct combination of the hydridic H in BH4- and the protic H in NH2-, followed by the formation of Mg-H and subsequent ionic recombination of Mg-Hδ- …Hδ+N. 相似文献
5.
The electronic structures and optical properties of rocksalt indium nitride (InN) under pres-sure were studied using the first-principles calculation by considering the exchange and cor-relation potentials with the generalized gradient approximation. The calculated lattice con-stant shows good agreement with the experimental value. It is interestingly found that the band gap energy Eg at the Γ or X point remarkably increases with increasing pressure, but Eg at the L point does not increase obviously. The pressure coefficient of Eg is calculated to be 44 meV/GPa at the Γ point. Moreover, the optical properties of rocksalt InN were calculated and discussed based on the calculated band structures and electronic density of states. 相似文献
6.
采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法对ZnO0.875的电子结构和光学性质进行了计算. 用第一性原理对含氧空位的ZnO晶体进行了结构优化处理, 计算了完整的和含氧空位的ZnO晶体的电子态密度. 结合精确计算的电子态密度分析了带间跃迁占主导地位的ZnO0.875 材料的介电函数、吸收系数、折射系数、湮灭系数和反射系数, 并对光学性质和极化之间的联系做了详细讨论. 结果表明ZnO0.875晶体是单轴晶体, 并且在低能区域存在因氧缺陷而造成的一些特性. 我们的研究结果为ZnO的发光特性提供新的视野, 同时为ZnO的光电子材料的设计和应用提供理论基础. 相似文献
7.
Ab initio Predictions of Structural and Thermodynamic Properties of Zr2AlC Under High Pressure and High Temperature
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The structural and thermodynamic properties of Zr2AlC at high pressure and high temperature are investigated by first principles density functional theory method. The calculated lattice parameters of Zr2AlC are in good agreement with the available theoretical data. The pressure dependences of the elastic constants, bulk modulus, shear modulus, Young's modulus, and Vickers hardness of Zr2AlC are successfully obtained. The elastic anisotropy is examined through the computation of the direction dependence of Young's modulus. By using the quasiharmonic Debye model, the thermodynamic properties including the Debye temperature, heat capacity, volume thermal expansion coefficient, and Grüneisen parameter at high pressure and temperature are predicted for the first time. 相似文献
8.
基于密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, 研究了TinO2和TinO2- (n=1-10)团簇的几何结构、电子结构以及磁性. 结果表明, 两个氧以分离的原子状态吸附在金属团簇的表面, 呈现出以一个钛原子为中心的O-Ti-O 的相邻吸附形式. 中性团簇和阴离子团簇的能量最低结构相似. 稳定性分析表明TinO2具有很高的稳定性, 特别是TiO2和Ti7O2. 此外, 详细讨论了团簇的电离势、电子亲和能、电子解离能和能隙. 基于最低能量结构, 讨论了团簇的磁性, 发现电荷从Ti 原子向O原子转移, 并且电荷转移主要发生在TinO2的Ti-3d、Ti-4s和O-2p轨道. 磁性团簇中反铁磁序占据主导, 磁矩主要来源Ti-3d电子的贡献, 而两个氧原子的贡献非常小. 相似文献
9.
采用密度泛函理论及赝势平面波方法, 对未掺杂SnO2以及过渡金属V、Cr、Mn掺杂SnO2的超原胞体系进行了几何优化, 计算了晶格常数、电子结构与磁学性质. 结果表明, 6.25%与12.5%两种掺杂浓度时, 体系的电子自旋和磁学性质没有发生很大的变化; 相对于未掺杂SnO2, 过渡金属掺杂后SnO2中O原子有向过渡金属移动的趋势, 并使得O与掺杂金属之间键长变短; 在V和Cr掺杂后, SnO2具有半金属性质, 而Mn掺杂SnO2没有发现上述性质. 6.25%与12.5%的杂质浓度对自旋和磁矩影响不大, 掺杂产生的磁矩主要来自于过渡金属3d电子态, 且磁矩的大小与过渡金属的电子排布有关. V、Cr、Mn掺杂SnO2后的总磁矩分别为0.94μB、2.02μB、3.00μB. 磁矩主要来源于过渡金属3d轨道的自旋极化, 当O原子出现负磁矩的时候, 还有很小一部分磁矩来源于临近过渡金属的Sn原子. 相似文献
10.
Density Functional Theory Study on Electronic and Magnetic Properties of Mn-doped (MgO)n (n=2-10) Clusters
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We study the geometries, stabilities, electronic and magnetic properties of (MgO)n (n=2-10) clusters doped with a single Mn atom using the density functional theory with the gener-alized gradient approximation. The optimized geometries show that the impurity Mn atom prefers to replace the Mg atom which has low coordination number in all the lowest-energy MnMgn-1On (n=2-10) structures. The stability analysis clearly represents that the aver-age binding energies of the doped clusters are larger than those of the corresponding pure (MgO)n clusters. Maximum peaks of the second order energy differences are observed for MnMgn-1On clusters at n=6, 9, implying that these clusters exhibit higher stability than their neighboring clusters. In addition, all the Mn-doped Mg clusters exhibit high total magnetic moments with the exception of MnMgO2 which has 3.00 μB. Their magnetic be-havior is attributed to the impurity Mn atom, the charge transfer modes, and the size of MnMgn-1On clusters. 相似文献
11.
Wei Song Ming Ni Jing Lu Zhengxiang Gao Shigeru Nagase Dapeng Yu Hengqiang Ye Xinwei Zhang 《Journal of Molecular Structure》2005,730(1-3):121-124
Possibility of encapsulations of metallofullerenes inside single-walled boron nitride nanotubes (BNNTs) is studied by using first-principles calculations. We find that both La@C82 and La2@C80 can be exothermically encapsulated inside the (17, 0) and (14, 7) BNNTs. The minimum diameters of exothermically encapsulating both La@C82 and La2@C80 inside BNNTs are predicated to be about 13.4 Å. 相似文献
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采用基于赝势平面波基组的密度泛函理论方法, 对一系列具有黄铜矿结构的AgGa(S1-xSex)2固溶体的构型、电子结构、线性和二阶非线性光学性质进行了系统研究. 结果表明, 各固溶体具有类似的能带结构, 体系带隙随x值增加而逐渐减小. 当所引入的Hartree-Fock交换项贡献为22.56%时, 对应的杂化PBE泛函得到的带隙值与实验结果相近. 固溶体的各种光学性质, 包括折射率、双折射率、反射率、吸收系数和二阶倍频系数等均随着组成的改变呈现出有规律的变化趋势, 变化范围介于AgGaS2和AgGaSe2二者之间. 因此, 利用固溶体光学性质的变化规律, 可从中寻找出具有特定光学性能的晶体材料. 相似文献
13.
Reza Fazaeli Saiedeh Jamshidi Khatereh A. Pishro 《Journal of organometallic chemistry》2007,692(18):3984-3993
The density functional theory calculations were used to study the influence of the substituent at P on the oxidative addition of PhBr to Pd(PX3)2 and Pd(X2PCH2CH2PX2) where X = Me, H, Cl. It was shown that the Cipso-Br activation energy by Pd(PX3)2 correlates well with the rigidity of the X3P-Pd-PX3 angle and increases via the trend X = Cl < H < Me. The more rigid the X3P-Pd-PX3 angle is, the higher the oxidative addition barrier is. The exothermicity of this reaction also increases via the same sequence X = Cl < H < Me. The trend in the exothermicity is a result of the Pd(II)-PX3 bond strength increasing faster than the Pd(0)-PX3 bond strength upon going from X = Cl to Me. Contrary to the trend in the barrier to the oxidative addition of PhBr to Pd(PX3)2, the Cipso-Br activation energy by Pd(X2PCH2CH2PX2) decreases in the following order X = Cl > H > Me. This trend correlates well with the filled dπ orbital energy of the metal center. For a given X, the oxidative addition reaction energy was found to be more exothermic for the case of X2PCH2CH2PX2 than for the case of PX3. This effect is especially more important for the strong electron donating phosphine ligands (X = Me) than for the weak electron donating phosphine ligands (X = Cl). 相似文献
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煤层气(矿井瓦斯)是一种有望替代传统化石燃料,如煤、石油和天然气的非常规气体. 作为可得的清洁能源,它的利用被认为是节能和经济的选择. 在本工作中,非金属原子X(X=H,O,N,S,P,Si,F,Cl)修饰的石墨烯(Gr)被用来代表具有结构异性的煤表面模型. 通过密度泛函理论系统地研究了煤层气组分Y(Y=CH4,CO2,H2O)在非金属原子修饰石墨烯上的吸附作用. 结果表明Y在非金属原子修饰石墨烯上的吸附均为物理吸附. 态密度和差分电荷密度共同表明了这种弱的相互作用.其中,H和Cl对CH4的作用较大; N、O、F、Cl对CO2的作用较强; N,Cl对H2O的影响不容忽视. 总的来说,吸附能大小依次为:H2O>CO2>CH4. 因此,在CH4富集的煤层里注入H2O或CO2可以与CH4形成竞争吸附,进而提高煤层气采收率. 本工作提供了在分子水平下煤层气与非金属原子修饰石墨烯之间的相互作用的详情,并为煤层瓦斯的开采与分离提供了有用的信息. 相似文献
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煤层气(矿井瓦斯)是一种有望替代传统化石燃料,如煤、石油和天然气的非常规气体. 作为可得的清洁能源,它的利用被认为是节能和经济的选择. 在本工作中,非金属原子X(X=H,O,N,S,P,Si,F,Cl)修饰的石墨烯(Gr)被用来代表具有结构异性的煤表面模型. 通过密度泛函理论系统地研究了煤层气组分Y(Y=CH4,CO2,H2O)在非金属原子修饰石墨烯上的吸附作用. 结果表明Y在非金属原子修饰石墨烯上的吸附均为物理吸附. 态密度和差分电荷密度共同表明了这种弱的相互作用.其中,H和Cl对CH4的作用较大; N、O、F、Cl对CO2的作用较强; N,Cl对H2O的影响不容忽视. 总的来说,吸附能大小依次为:H2O>CO2>CH4. 因此,在CH4富集的煤层里注入H2O或CO2可以与CH4形成竞争吸附,进而提高煤层气采收率. 本工作提供了在分子水平下煤层气与非金属原子修饰石墨烯之间的相互作用的详情,并为煤层瓦斯的开采与分离提供了有用的信息. 相似文献
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煤层气(矿井瓦斯)是一种有望替代传统化石燃料,如煤、石油和天然气的非常规气体. 作为可得的清洁能源,它的利用被认为是节能和经济的选择. 在本工作中,非金属原子X(X=H,O,N,S,P,Si,F,Cl)修饰的石墨烯(Gr)被用来代表具有结构异性的煤表面模型. 通过密度泛函理论系统地研究了煤层气组分Y(Y=CH4,CO2,H2O)在非金属原子修饰石墨烯上的吸附作用. 结果表明Y在非金属原子修饰石墨烯上的吸附均为物理吸附. 态密度和差分电荷密度共同表明了这种弱的相互作用.其中,H和Cl对CH4的作用较大; N、O、F、Cl对CO2的作用较强; N,Cl对H2O的影响不容忽视. 总的来说,吸附能大小依次为:H2O>CO2>CH4. 因此,在CH4富集的煤层里注入H2O或CO2可以与CH4形成竞争吸附,进而提高煤层气采收率. 本工作提供了在分子水平下煤层气与非金属原子修饰石墨烯之间的相互作用的详情,并为煤层瓦斯的开采与分离提供了有用的信息. 相似文献
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煤层气(矿井瓦斯)是一种有望替代传统化石燃料,如煤、石油和天然气的非常规气体. 作为可得的清洁能源,它的利用被认为是节能和经济的选择. 在本工作中,非金属原子X(X=H,O,N,S,P,Si,F,Cl)修饰的石墨烯(Gr)被用来代表具有结构异性的煤表面模型. 通过密度泛函理论系统地研究了煤层气组分Y(Y=CH4,CO2,H2O)在非金属原子修饰石墨烯上的吸附作用. 结果表明Y在非金属原子修饰石墨烯上的吸附均为物理吸附. 态密度和差分电荷密度共同表明了这种弱的相互作用.其中,H和Cl对CH4的作用较大; N、O、F、Cl对CO2的作用较强; N,Cl对H2O的影响不容忽视. 总的来说,吸附能大小依次为:H2O>CO2>CH4. 因此,在CH4富集的煤层里注入H2O或CO2可以与CH4形成竞争吸附,进而提高煤层气采收率. 本工作提供了在分子水平下煤层气与非金属原子修饰石墨烯之间的相互作用的详情,并为煤层瓦斯的开采与分离提供了有用的信息. 相似文献
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煤层气(矿井瓦斯)是一种有望替代传统化石燃料,如煤、石油和天然气的非常规气体. 作为可得的清洁能源,它的利用被认为是节能和经济的选择. 在本工作中,非金属原子X(X=H,O,N,S,P,Si,F,Cl)修饰的石墨烯(Gr)被用来代表具有结构异性的煤表面模型. 通过密度泛函理论系统地研究了煤层气组分Y(Y=CH4,CO2,H2O)在非金属原子修饰石墨烯上的吸附作用. 结果表明Y在非金属原子修饰石墨烯上的吸附均为物理吸附. 态密度和差分电荷密度共同表明了这种弱的相互作用.其中,H和Cl对CH4的作用较大; N、O、F、Cl对CO2的作用较强; N,Cl对H2O的影响不容忽视. 总的来说,吸附能大小依次为:H2O>CO2>CH4. 因此,在CH4富集的煤层里注入H2O或CO2可以与CH4形成竞争吸附,进而提高煤层气采收率. 本工作提供了在分子水平下煤层气与非金属原子修饰石墨烯之间的相互作用的详情,并为煤层瓦斯的开采与分离提供了有用的信息. 相似文献
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煤层气(矿井瓦斯)是一种有望替代传统化石燃料,如煤、石油和天然气的非常规气体. 作为可得的清洁能源,它的利用被认为是节能和经济的选择. 在本工作中,非金属原子X(X=H,O,N,S,P,Si,F,Cl)修饰的石墨烯(Gr)被用来代表具有结构异性的煤表面模型. 通过密度泛函理论系统地研究了煤层气组分Y(Y=CH4,CO2,H2O)在非金属原子修饰石墨烯上的吸附作用. 结果表明Y在非金属原子修饰石墨烯上的吸附均为物理吸附. 态密度和差分电荷密度共同表明了这种弱的相互作用.其中,H和Cl对CH4的作用较大; N、O、F、Cl对CO2的作用较强; N,Cl对H2O的影响不容忽视. 总的来说,吸附能大小依次为:H2O>CO2>CH4. 因此,在CH4富集的煤层里注入H2O或CO2可以与CH4形成竞争吸附,进而提高煤层气采收率. 本工作提供了在分子水平下煤层气与非金属原子修饰石墨烯之间的相互作用的详情,并为煤层瓦斯的开采与分离提供了有用的信息. 相似文献
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煤层气(矿井瓦斯)是一种有望替代传统化石燃料,如煤、石油和天然气的非常规气体. 作为可得的清洁能源,它的利用被认为是节能和经济的选择. 在本工作中,非金属原子X(X=H,O,N,S,P,Si,F,Cl)修饰的石墨烯(Gr)被用来代表具有结构异性的煤表面模型. 通过密度泛函理论系统地研究了煤层气组分Y(Y=CH4,CO2,H2O)在非金属原子修饰石墨烯上的吸附作用. 结果表明Y在非金属原子修饰石墨烯上的吸附均为物理吸附. 态密度和差分电荷密度共同表明了这种弱的相互作用.其中,H和Cl对CH4的作用较大; N、O、F、Cl对CO2的作用较强; N,Cl对H2O的影响不容忽视. 总的来说,吸附能大小依次为:H2O>CO2>CH4. 因此,在CH4富集的煤层里注入H2O或CO2可以与CH4形成竞争吸附,进而提高煤层气采收率. 本工作提供了在分子水平下煤层气与非金属原子修饰石墨烯之间的相互作用的详情,并为煤层瓦斯的开采与分离提供了有用的信息. 相似文献