电场中(MgO)_2吸附H_2的理论研究

电场诱导MgO材料吸附H_2是一种有效的储氢方法,而较高的场强制约其广泛应用.本文在B3LYP/CC-PVTZ水平上对电场中(MgO)_2团簇的储氢性质进行了研究,结果表明仅需外加强度为0.005a.u.的电场,就能使其对单个H_2在Mg/O上的吸附能由无电场时的-0.143/-0.091 eV提高到-0.202/-0.134 eV.该场强远小于其他大尺寸MgO材料达到相同吸附强度所需的电场,表明降低材料尺寸是减少储氢所需电场强度的一种可能方法 .计算还表明电场中(MgO)_2最多能吸附8个H_2,相应的质量密度达到16.7 wt%.     

电场中(MgO)2吸附H2的理论研究

电场诱导MgO材料吸附H2是一种有效的储氢方法,而较高的场强制约其广泛应用。本文在B3LYP/CC-PVTZ水平上对电场中 (MgO)2团簇的储氢性质进行了研究,结果表明仅需外加强度为0.005 a. u. 的电场,就能使其对单个H2在Mg/O上的吸附能由无电场时的-0.143/-0.091 eV提高到-0.202/-0.134 eV. 该场强远小于其他大尺寸MgO材料达到相同吸附强度所需的电场,表明降低材料尺寸是减少储氢所需电场强度的一种可能方法。计算还表明电场中(MgO)2最多能吸附8个H2,相应的质量密度达到16.7 wt%。     

电场中(MgO)2吸附H2的理论研究

电场诱导MgO材料吸附H2是一种有效的储氢方法,而较高的场强制约其广泛应用。本文在B3LYP/CC-PVTZ水平上对电场中 (MgO)2团簇的储氢性质进行了研究,结果表明仅需外加强度为0.005 a. u. 的电场,就能使其对单个H2在Mg/O上的吸附能由无电场时的-0.143/-0.091 eV提高到-0.202/-0.134 eV. 该场强远小于其他大尺寸MgO材料达到相同吸附强度所需的电场,表明降低材料尺寸是减少储氢所需电场强度的一种可能方法。计算还表明电场中(MgO)2最多能吸附8个H2,相应的质量密度达到16.7 wt%。     

电场调控双层石墨烯纳米带的电子结构和光学性质

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了外加电场作用下双层AA堆垛的Armchair边缘石墨烯纳米带(BAGNRs)的电子结构和光学性质. BAGNRs具有半导体特性,其带隙随带宽(宽度为4～12个碳原子)的增加而振荡性减小.当施加电场后,BAGNRs的带隙随着电场强度的增加而逐渐减小,带隙越大对电场值的变化越敏感.当电场值为0.5 V/?时,所有BAGNRs的带隙都为零. BAGNRs具有各向异性的光学性质,其介电函数在垂直极化方向为半导体特性,而在平行极化方向为金属特性.在外加电场的作用下,BAGNRs的介电函数、吸收系数、折射系数、反射系数、电子能量损失系数和光电导率,其峰值向低能量区域移动,即产生红移现象.电场增强了能带间的跃迁几率.纳米带宽度对这些光学性质参数具有不同程度的影响.研究结果解释了电场调控BAGNRs光学性质的规律和微观机理.     

谈谈奇特的电场水

 当今生活中,磁化水的用途可以说家喻户晓,但电场水的情况却鲜为人知。本文在此就电场水的一些奇特性质作些简单介绍,供有兴趣的同仁们参考。（一）水的浅川效应为了阐明电场水的用途,首先有必要谈一下浅川效应。如果把水放在电场中,电场能够显著地促进水的蒸发,这种现象被人们称作浅川效应。与自然状态正常蒸发相比,蒸发速度有时可达自然状态下的１０倍。特别令人不可思议的是,如果把电场中加速蒸发过的水去掉电场让它自然蒸发,蒸发速度并不恢复到自然状态,而是比普通水自然状态下的蒸发还慢。实验装置如图１所示,在１个大烧杯中加入１５０ｍｌ的水;离水面２０ｍｍ处安放１个小球状的高压电极,高压电源的另一电极接地.     

怎样认识静电场

怎样认识静电场周朝辉（浙江省建筑工业学校杭州３１００１２）本文就静电场力和能的性质作一些讨论．１电场强度是描述电场力的性质的物理量１．１库仑定律是认识电场的基础库仑定律是两个相对静止的点电荷间相互作用的规律．它们的相互作用是借着每一电荷的电场施力于对...     

外电场对CO分子及离子性质的调制和降解

基于密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311G++基组水平上,计算研究外加电场下CO分子及离子物理性质,包括总能量、键长、电荷分布、能级分布和红外光谱,并根据势能曲线研究CO外加电场下的降解。随着外电场逐渐增大(- 0.015 a. u.~0.015 a. u.),CO的性质发生明显的变化, 电场增大到一定程度时可实现CO分子降解。同样,CO⁺离子的总能量随电场的增大逐渐减小,键长变长,偶极矩逐渐变大,分子能隙在Alpha轨道中逐渐减小,在Beta轨道中逐渐增大,红外光谱的强度相应逐渐增大。电场从0.0 a. u增大到0.150 a. u.时,势能曲线的变化同样表明CO⁺离子离解能减小。电场增大到一定程度时可实现CO⁺离子降解。     

外电场下AgBr分子的结构及性质

采用密度泛函理论B3P86方法研究了AgBr基态分子在不同场强条件下的稳定结构及激发态性质.分析了外电场对AgBr基态分子键长、总能量、能级、谐振频率和红外光谱强度以及对前10个激发态的吸收谱、激发能、振子强度等的影响.结果表明随着正向电场F的逐渐增大,AgBr分子键长逐渐减小;总能量则逐渐升高;分子电偶极矩μ单调减小;HOMO能级升高,而LUMO能级、费米能级和能隙减小.谐振频率随正向电场增加而增大,随反向电场增加而减小,红外谱强度均随电场的增大而逐渐减小.由基态到第1-10激发态的波长增大,激发能减小.     

局域交换场和电场调控的锗烯纳米带自旋过滤效应

基于非平衡格林函数方法,理论研究了Z轴方向局域交换场和电场对锗烯纳米带中电子自旋极化输运性质的影响.结果表明对锗烯的边缘区域施加强度大于其2倍有效自旋轨道耦合强度的交换场,可使自旋向上和向下电子的能带在不同的能量区间产生带隙,从而实现对不同自旋取向电子的100%过滤.提出了一种利用电场辅助降低自旋过滤效应所需阈值交换场强度的方法.研究表明,同时对中心器件区域施加局域交换场和电场,可以在小于有效自旋轨道耦合的弱交换场强度下,在较大的能量窗口区域过滤自旋向上或向下的电子.增大局域交换场强度,自旋过滤效应所对应的能量区间显著增大.     

电流变液──液态物理研究的新热点

电流变液(electrorheological fluid)简称ER液体,其主要特性是在电场作用下可发生液体一固体转变.由于这种独特的性质和重要的应用背景,近年来它受到很大的关注.早在30年代,人们就在实验中发现,当某些细小的颗粒悬浮在低粘滞性油中时,在外电场作用下,这些颗粒会沿电场方向形成纤维状.1949年,W.M.Winslow较系统地报道了其研究结果,并指出了应用前景[1].后来又有一些有关这方面的报道.可是,由于早期的实验使用的样品多为含水的悬浮颗粒,在温度较高时(～70°C),水分即被挥发了,因此没有实际的应用价值,从而使对ER液体的研究在相当长的时期…     

电场诱导(MgO)_4储氢的理论研究

MgO是具有强极性的离子化合物,电场诱导MgO吸附H_2是一种有效的储氢方法,但外加的电场很强,如何降低所需电场的强度是需要解决的关键问题.本文在密度泛函理论水平上研究了电场中H_2在(MgO)_4团簇上的吸附性质.结果表明(MgO)_4能承受强电场并保持立方结构,可用于电场储氢.电荷分析表明(MgO)_4在电场中被极化,其偶极矩增大为场强0.005 a.u.和0.010 a.u.时的1.67和3.33 Debye. H_2能稳定吸附在单个Mg/O原子上. H_2在Mg上为侧位吸附,而在O上为端位吸附.外加电场可提高其吸附强度.仅需0.010 a. u.的外电场,就可使H_2在Mg/O上的吸附能由无电场时–0.118/–0.060 eV提高到–0.225/–0.150 eV.所需电场强度小于较大尺寸的(MgO)9团簇,表明降低团簇尺寸是减少所需电场强度的一种可能方式.利用QTAIM方法研究了H_2与(MgO)_4间的弱相互作用,表明电场使团簇及氢分子极化,从而增强了其间的静电作用.当团簇尺寸降低时,更多的原子位于表面,且具有较低的配位数,更容易被极化,因此储氢所需的电场强度更低.电场中(MgO)_4中最多能吸附16个H_2,相应的质量密度为16.7 wt%,表明(MgO)_4是一种可能的电场储氢材料.     

铁电材料中电场对唯象系数和电卡强度的影响

由于电场强度能够影响铁电材料的极化强度和介电常数,因此唯象系数a0是电场强度的隐函数.在铁电相区域,唯象系数a0由铁电极化强度和介电常数倒数确定,是电场的非线性函数.在顺电相区域,唯象系数a0由介电常数倒数确定,也是电场的非线性函数.本文研究了铁电共聚物、铁电三聚物和钛酸锶钡钙陶瓷的唯象系数与电场的关系,发现唯象系数随电场的增加而增加,最大约1倍.电卡强度被用来表征电卡材料在电场作用下的电卡效应强弱,通过研究电卡强度可以发现高效率的电卡材料.本文通过热力学理论,得到了电卡强度的解析表达式,发现唯象系数、相变温度、极化强度、比热以及相变温度处的介电常数峰值,对电卡强度具有明显的影响.该表达式适用于一级相变材料、二级相变材料、以及弛豫型铁电体.     

外电场下AgCl分子的结构与性质

采用密度泛函理论B3P86方法计算了Ag Cl基态分子在不同场强条件下的稳定结构及激发态性质.研究了外电场对Ag Cl基态分子键长、总能量、电子结构、谐振频率和红外光谱强度及前10个激发态的吸收谱、激发能、振子强度的影响.结果表明随着沿Ag-Cl分子轴向电场的逐渐增大,Ag Cl分子键长逐渐减小;总能量则逐渐增大;电偶极矩单调减小;HOMO能级升高,而LUMO能级、费米能级和能隙均减小.谐振频率随正向电场增加而增大,而红外谱强度则逐渐减小.随着电场的增强,由基态至第1~10激发态的波长增大,激发能减小.     

脉冲电场屏蔽效能测试系统及测试方法

 自主研制了一套小型脉冲电场屏蔽效能测试系统,该系统由脉冲电场发射设备和脉冲电场测试设备构成。脉冲电场发射设备的天线口面前60 cm处可产生峰值达7.5 kV/m的脉冲电场,测试设备的动态测试范围达97 dB。系统采用光纤测量设备,在测量工作中能有效抑制强电磁场干扰。采用Matlab编写自动测量及数据处理程序,实现了数据采集与处理自动化。实验测量了金属桥架、控制柜、屏蔽帐篷、导电水泥混凝土房的脉冲电场屏蔽效能,其脉冲电场峰值衰减量分别为52,64,66,30 dB。实验表明可用脉冲电场的峰值衰减量来评估屏蔽体的脉冲电场屏蔽效能。     

DSC-TG测定碳化水泥石中的CaCO3和Ca(OH)2

用综合热分析法对碳化水泥石粉末进行热分析,结合差示扫描热量(DSC)曲线,用热重法(TG)定量分析碳化水泥石中CaCO3和Ca(OH)2的含量.该方法快速、方便,且受环境和人为因素的影响较小、测试结果稳定准确.CaCO3含量的测试结果与化学分析法的测试结果相比偏小,但相对偏差均在2％以内.该方法可作为水泥石及混凝土碳化研究的主要方法或辅助方法使用.     

复合多铁链的磁电耦合行为与外场调控

对含有界面磁电耦合的有限长铁电-铁磁多铁链体系进行了研究,基于矢量离散化思想,构建了描述其磁电性质的微观海森伯模型.利用传递矩阵方法获得了磁化强度、电极化强度、磁电化率等关键热力学量的解析表达式,重点探讨了界面磁电耦合、外场以及单离子各向异性对体系磁电耦合行为的影响和调控.研究结果表明,界面磁电耦合对体系的磁化强度和电极化强度均起促进作用.电场驱动下的电致磁电化率具有更强的磁电关联效应,预示着外电场能够有效地调控体系的磁性行为.而在磁致磁电化率中观察到的低温峰主要源于外磁场的诱导.此外,在高电场作用下体系比热容还呈现出有趣的三峰结构,这种三峰结构是自旋态的热激发以及电偶极矩的电场和温度共同激发导致的.     

非相对论情况下真空中静电场压强概念的探索

物理学界对非相对论情况下电场与电荷之间的相互作用的理解已经取得了共识,但是电场本身的力学性质还处于探索之中.文章采用与磁场压强理论、与功和能转换进行类比的方法,提出了静电场压强概念假设并进行了解析表达和模型描述.针对典型的有代表性的事例——匀强电场中点电荷受力情况,采用静电场压强概念解决时得到了与经典表达式F=qE一致的结果,从而论证了电场压强概念的可行性和可靠性.最后讨论了电场压强概念的意义.上述探索对加深电场概念的认识和理解有一定的参考意义.     

外电场对对硝基氯苯分子结构与电子光谱影响的研究

为达到降解有机污染物硝基氯苯的目的, 采用外加平行电场的方法, 研究电场对硝基氯苯化合物的分子结构和电子光谱等的影响. 以对硝基氯苯分子为研究对象, 采用密度泛函B3LYP方法在6-311+g(d, p) 基组水平上优化并计算了不同外电场作用下pCNB的基态分子结构、电偶极矩和分子总能量, 在此基础上采用含时密度泛函研究了该分子的前六个激发态的波长、振子强度受外电场的影响规律.结果表明: C–Cl, C–N键长随电场增加而快速增大, 即键能快速减小, 同时苯环上的C–C, C–H键长的变化很小, 且有增有减, 说明分子的降解可能是C–Cl, C–N键断裂而苯环则相对稳定. 同时分子总能量随电场先增大后变小, 电偶极矩刚好相反.另外, 最大吸收波长λ_max 随电场先缓慢减小, 后快速增大, 导致电子跃迁相对容易, 而振子强度随电场变化则相对比较复杂. 关键词： 对硝基氯苯 外电场 密度泛函 含时密度泛函     

《电磁学》自学辅导材料(二)

第二章静电场中的导体和电介质 在第一章里,建立了静电场的描述,讨论了静电场的基本性质和规律.只要电荷是静止的,电场就是静电场,这些性质和规律都普遍适用。在那里,没有涉及到电荷是如何获得的,而且在空间除了电荷之外.不存在任何物质.在本章将进一步涉及到携带电荷的物质,即考虑空间存在导体和电介质的情形,这就需要进一步考虑电场与导体和电介质的相互作用问题.由于本章仍然限于讨论静电情形,第一章静电场的基本性质和规律都适用,因此本章内容是第一章的深入和发展.此外,这一章还讨论了静电场的能量问题. 下面分三个方面来研究本章的主…     

“电场强度”教学设计

1 教学目标 1.1知识技能 了解电场是一种物质(难点),知道电荷之间是通过电场发生相互作用的.掌握电场强度的定义及物理意义(重点),理解场强是用来描述电场力的性质的物理量,由电场本身决定.掌握点电荷的场强公式,知道场强的叠加原理.了解电场线,知道匀强电场的性质.