Pt掺杂CeO_2的密度泛函理论研究

在不同的氧化还原环境中,CeO2(二氧化铈)易发生Ce4+/Ce3+之间的转变,具有较高的储氧释氧能力(OSC)和较好的O2-传导性.它不仅作为三元催化剂(TWCs)的重要组成成分,而且在固体氧化物燃料电池(SOFC)电解质材料方面有重要应用价值,因而在工业方面受到广泛关注.许多实验研究表明Pt/CeO2体系在低温下有较高的活性,且金属Pt嵌入CeO2体系内.     

Pt在CeO_2(111)面吸附的第一性原理研究

基于广义梯度近似(GGA)的投影缀加平面波(Projector augmented wave,PAW)赝势和具有三维周期性边界条件的超晶胞模型,用DFT+U的方法,计算并分析了Pt在CeO2(111)p(2×2)面上的吸附能,电子结构和化学特性.考虑了Pt在多个不同位置的吸附,结果表明:Pt最易在O的桥位偏向次层O的顶位吸附;在CeO2(111)p(2×2)面上吸附的Pt原子之间的几乎没有相互作用;Pt的吸附只对其近邻的衬底原子结构有明显影响.以上结果有助于对三元催化剂中Pt与CeO2的协同作用机理的理解.     

Ag掺杂对TiO_2性质影响的第一性原理研究

采用Ag原子对锐钛矿型TiO2半导体进行掺杂,利用基于密度泛函理论的第一性原理研究了Ag掺杂TiO2的晶体结构和能带结构.计算表明,Ag掺杂导致TiO2电子局域能级的出现及禁带变窄,从而导致吸收光谱红移.同时对Ag、Cu这两种同族原子进行掺杂比较,结果证明,用Ag原子对锐钛矿型TiO2进行掺杂在提高光催化性能方面效果更好.     

Cu掺杂ZnS的第一性原理计算

采用第一性原理的平面波赝势方法和广义梯度近似,研究了闪锌矿ZnS掺杂Cu前后的电子结构和光学性质。通过对掺杂前后电子能带结构,态密度以及分态密度的计算和比较,发现引入杂质Cu后,在价带顶Cu3d态与S3p态发生p-d排斥,造成价带顶向高能端移动;在导带底Zn4s与Cu3p相互重叠,发生杂化,引起导带向低能端偏移,两方面的作用使得ZnS的带隙变小。掺Cu后ZnS的光吸收向低能端扩展,并且在可见光区生成新的吸收峰。     

Be掺杂ZnO的第一性原理计算

基于第一性原理的Hartree—Fock和密度泛函理论（DFT）混合近似,对纤锌矿ZnO及不同量Be掺杂BexZn1-xO进行了计算．结果表明,Be的掺入导致BexZn1-xO的禁带宽度增大,这一结果与实验有着较好的符合．同时对BexZn1-x的晶格结构、能带结构及电子态密度进行了分析,Be的掺入致使Zn 4s态向高能端移动是禁带宽度增大的主要原因．     

CeO2掺杂的SnO2基材料的气敏特性￣①

报道ＣｅＯ２掺杂的ＳｎＯ２基敏感材料的制备及其气体敏感性能的研究，结果表明，含５％ＣｅＯ２和Ｓｉｏ２的ＳｎＯ２基敏感元件在低温下对ＣＯ具有最高的灵敏度和良好的选择性。此外，对ＣｅＯ２掺杂的ＳｎＯ２敏感元件，在合适的ＣＯ浓度范围内所呈现的一种自振荡现象进行了讨论     

Cr、Mn掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势的方法,研究了纯锐钛矿相TiO2、Cr、Mn单掺杂TiO2的能带结构、电荷布居、态密度和光学性质.对电子性质分析发现:Mn掺杂引起杂质能带位于禁带中央,杂质能带最高点与导带相距大约0.6 eV,而最低点与价带相距大约0.65 eV,其中杂质能带主要由O原子的2p轨道和Mn原子的3d轨...     

掺杂CeO2氧化铝涂层的性能研究

在以拟薄水铝石胶溶法制备的AlOOH溶胶中加入CeO2粉末,制备物质的量组成为nCeO2：nAl2O3 =1：3的涂覆浆液,并对堇青石蜂窝陶瓷载体进行表面涂覆．利用X射线衍射（XRD）、比表面积（BET）等方法研究了CeO2掺杂对氧化铝涂层的晶相结构、负载量以及比表面积和孔径分布的影响．结果表明,CeO2掺杂抑制了介稳态γ-Al2O3向稳定态α-Al2O3的转变,增加了氧化铝涂层的负载量和比表面积,提高了氧化铝涂层的高温热稳定性．     

稀土金属La吸附掺杂BN纳米管储氢性能的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了稀土金属La吸附掺杂对单壁BN纳米管储氢性能的影响.通过分析计算结果得到,稀土金属La可以稳定吸附到BN纳米管上,每个La原子最多可以吸附六个氢气分子,系统的储氢量能达到4.50wt%,平均结合能为0.223eV.根据态密度图分析可知,由于La的5d、6s轨道与BN纳米管中B、N原子的2p轨道发生杂化,使得La原子与其周围的原子发生了电荷转移,带正电的La原子将会极化吸附在其周围的氢气分子,使得更多的氢气分子聚集在其周围.本文的研究对于实验上合成高性能的BN纳米管储氢材料具有一定的指导意义.     

N掺杂p-型ZnSe电子结构的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理全电子势线性缀加平面波方法(FPLAPW),对N掺杂ZnSe晶体的几何结构进行了优化,从理论上给出了N掺杂ZnSe晶体结构参数并对中心Zn原子近邻和次近邻位N掺杂前后总态密度及分态密度进行了对比分析,讨论了不同Se位N掺杂对ZnSe晶体性能的影响,在次近邻掺杂中,晶体表现出更为优良的半导体性质.     

不同液相法制备CeO2粉体的对比研究

以Ce(NO3)3.6H2O为铈源,采用液相法中的氨水沉淀法、碳酸氢铵沉淀法和借助微波的溶胶凝胶法分别制备了纳米CeO2粉体。利用XRD、TEM对所得粉体进行分析表征,从晶粒大小、分散性、形貌等方面进行了对比研究,结果表明氨水沉淀法制得的CeO2粉体为球状,平均一次粒径最小仅为9.5 nm,且分散性最好。利用IR确定了碳酸氢铵沉淀法中前驱体的物相组成,并讨论了棒状CeO2的形成过程,发现在形貌上与其前驱体具有继承性。     

N掺杂于ZnO中化合价变化的第一性原理研究

该文采用第一性原理赝势法研究了氮掺杂于ZnO中其化合价变化的情况,研究结果表明氮掺杂于ZnO中取代氧原子的氮原子其受主态并非是整数-3价,而是介于-2与-3价之间,这就说明了为什么氮掺杂所得的ZnO其p型导电较弱的原因.     

不同类型的酸掺杂对聚苯胺结构和电导率的影响

合成了导电高分子本征态聚苯胺(PANI)、盐酸掺杂聚苯胺(HCIPANI)和樟脑磺酸掺杂聚苯胺(CSAPANI)．用傅立叶红外光谱(RIR)、紫外—可见光谱(UV—Vis)对其掺杂前后的结构的变化进行了研究，分析了结构的变化对电导率的影响，并对其结果进行了合理的解释．     

掺杂对Al(111)面氧分子吸附性能影响

为了揭示掺杂对Al(111)面O2吸附性能影响规律。采用基于密度泛函理论（Density Functional Theory, DFT）的第一性原理计算方法,通过构建模型以及设置计算参数,计算得到了不同O原子覆盖度下Ni、Mn、Si掺杂对应Al(111)面吸附O2的吸附能、功函、Bader电荷、差分电荷密度、以及态密度。研究表明：当氧原子覆盖度较低情况下,纯铝表面吸附能绝对值最大,转移电子数最多,原子之间存在相互作用并主要由最外层电子轨道决定。当氧原子覆盖度增大至3/8时,掺杂表面吸附能大于纯铝表面,掺杂促进了Al(111)面吸附氧分子。结果表明：Al(111)面吸附氧分子的能力不仅与掺杂元素有关,还与各表面O原子的覆盖度有关,当O原子覆盖度较低时,Mn、Si、Ni掺杂抑制了O2吸附,当覆盖度较高时,Ni、Mn、Si掺杂促进了O2吸附。     

DCJTB掺杂浓度对有机电致白光器件性能的影响

通过改变红色荧光材料DCJTB的掺杂浓度设计了四个不同结构的器件,当DCJTB的掺杂浓度为0.8%时,平衡了器件中电子和空穴的传输能力,使载流子复合形成激子的几率增加,即使载流子的传输能力最优,又有效地抑制了器件的荧光淬灭效应,提高了器件的性能,器件的最大亮度为8 898 cd/cm2,最大效率为1.7 cd/A。     

元素掺杂对二维Ga2O2电子性质的影响

基于密度泛函理论的VASP(Vienna ab-initio simulation package)软件包计算5种金属和非金属掺杂对二维Ga₂O₂晶体结构和电子性质的影响. 结果表明： 掺杂B,C,Mg,Si,P元素可使晶体结构发生改变, 并改变掺杂体系的电子性质; 与本征Ga₂O₂晶体相比, 这几种掺杂元素体系的带隙均减小, 这是由于掺杂原子与近邻原子间电荷重新分布所致.     

高分子凝胶法合成纳米铈锆氧化物固溶体及其热稳定性研究

采用改进的高分子凝胶法在较低温度下合成了铈锆氧化物固溶体Ce1-xZrxO2.当0≤x≤0.6时,固溶体为立方相结构;当0.7≤x≤0.9时,固溶体具有四方相结构;当x=1.0时,产物由四方相和单斜相组成.透射电镜分析结果显示,产物的粒径在10～20 nm之间;粉末X射线衍射(XRD)实验与计算结果表明,晶胞体积随x的增大呈线性减小;差示扫描量热法(DSC)和XRD测试结果说明,在0≤x≤0.9,温度为323～1 273 K的范围时,产物的相结构保持不变.     

纳米Y2O3掺杂CeO2固体电解质导电性能及机理研究

以纳米粉体为原料，采用固相反应法制备了Y2O3掺杂CeQ2、运用XRD分析了它们的相组成和结构，在300℃-1000℃温度范围内利用交流阻抗谱技术，试其电性能。结果表明在掺杂范围内，固体电解质存在三种不同的导电机理。     

a－Si：H和a－SiC：H薄膜掺杂效率的研究

本文通过测量掺杂ａ－Ｓｉ：Ｈ和ａ－Ｓｉｃ：Ｈ薄膜的电导率随退火温度和退火时间变化研究了温度对掺杂效率的影响以及杂质激活的微观过程。结果表明，（１）杂质激活过程是伸展指数形式，（２）在低温区掺杂效率正比于，（３）在高温区掺杂效率达到一饱和值。通过一个与氢运动有关的杂质激活模型，我们解释了上述实验结果。     

卤化物掺杂对Y-Ba-Cu-O超导体性能的影响

我们分别用BaF_2,BaCl_2及YF_3来部分取代BaCO_3及Y_2O_3,制备出一系列含卤族元素的超导体。并用调整F(Cl)的含量的方法,探求了与超导机制相关的信息;对掺F高T_C超导体的T_C变化现象作了检证。 报导了氯化物掺杂对YBa_2CU_3O_(7-δ)超导电性影响的初步研究结果。