Computationally predicting spin semiconductors and half metals from doped phosphorene monolayers

First-principles computations are performed to investigate phosphorene monolayers doped with 30 metal and nonmetal atoms. The binding energies indicate the stability of all doped configurations. Interestingly, the magnetic atom Co doping induces the absence of the magnetism while the magnetism is realized in phosphorene with substitutional doping of nonmagnetic atoms (O, S, Se, Si, Br, and Cl). The magnetic moment of transition metal (TM)-doped systems is suppressed in the range of 1.0-3.97 μ_B. The electronic properties of the doped systems are modulated differently; O, S, Se, Ni, and Ti doped systems become spin semiconductors, while V doping makes the system a half metal. These results demonstrate potential applications of functionalized phosphorene with external atoms, in particular to spintronics and dilute magnetic semiconductors.     

SiP monolayers: New 2D structures of group IV–V compounds for visible-light photohydrolytic catalysts

Because of graphene and phosphorene, two-dimensional (2D) layered materials of group IV and group V elements arouse great interest. However, group IV–V monolayers have not received due attention. In this work, three types of SiP monolayers were computationally designed to explore their electronic structure and optical properties. Computations confirm the stability of these monolayers, which are all indirect-bandgap semiconductors with bandgaps in the range 1.38–2.21 eV. The bandgaps straddle the redox potentials of water at pH = 0, indicating the potential of the monolayers for use as watersplitting photocatalysts. The computed optical properties demonstrate that certain monolayers of SiP 2D materials are absorbers of visible light and would serve as good candidates for optoelectronic devices.     

失效MH/Ni电池负极合金粉的再生

合金再生;结构;电化学性能;失效MH/Ni电池负极合金粉的再生     

三相驱动下非光滑振动驱动系统的动力学分析

可移动式机器人已成为机器人研究领域的重要分支,为实现其在狭小特殊环境中的运动, 学者们提出并研究了振动驱动移动系统.本文基于二维LuGre摩擦模型和拉格朗日方程,给出了一类振动驱动系统在各向同性摩擦环境中的动力学建模方法和数值算法.这类振动驱动系统结构简单且密封性好,依靠箱体与地面间的摩擦力实现自身的定向运动.该系统由一个外部箱体和两个内部质量块构成,两个质量块在箱体内的两个平行轨道上作三相振动驱动,箱体通过三个刚性支撑足与地面保持接触. 二维LuGre摩擦模型的利用,可有效避免库伦摩擦模型的不连续性给动力学方程的数值求解带来的困难,且可有效揭示该系统在运动过程中的黏滞-滑移切换现象. 数值仿真结果表明,通过调整其内部质量块的驱动参数,可实现箱体的直线平移、定轴转动和平面一般运动,且箱体在移动和转动过程中会出现擦滑、穿滑、回滑和不黏等4种现象; 另外,通过调节驱动参数, 不仅可以改变箱体移动和转动的快慢,还可以改变箱体形心运动轨迹的曲率半径.      

辛方法在弹性圆板屈曲问题中的应用

在辛几何空间中将临界载荷和屈曲模态归结为辛本征值和本征解问题,从而形成一种辛方法.研究和讨论了轴对称屈曲和非轴对称屈曲问题,它们分别属于零本征值问题和非零本征值问题.以弹性圆板屈曲问题作为研究对象,借助于系统的能量构造出哈密顿体系,得到了该体系下的所有的本征解.数值结果给出了圆板和圆环板问题的临界载荷和屈曲模态.数值结果表明:对应低阶屈曲模态的临界载荷相对较小且屈曲模态在周向的波纹数也较少,说明在屈曲过程中低阶屈曲模态容易出现,特别是轴对称屈曲更容易发生;对应较大分支数的临界载荷,其值相对较大且屈曲模态在径向的波纹更加复杂;同时物理常数和几何参数也会直接影响临界载荷的大小.     

利用机器学习靶向设计先进电催化剂

随着能源需求增长与化石燃料资源枯竭之间的矛盾日益突出,以及石油、天然气等不可再生资源的燃烧带来的环境问题和全球变暖,清洁可再生能源越来越受到人们的重视.因此,包括能源转换和可逆能源使用等的可持续发展技术受到广泛关注.其中,电催化被认为是清洁能源转化的重要方法.目前,电催化反应的催化剂仍以贵金属为主.但贵金属昂贵的价格极...     

Improvement of the Hopfield Neural Network by MC-Adaptation Rule

We show that the performance of the Hopfield neural networks, especially the quality of the recall and the capacity of the effective storing, can be greatly improved by making use of a recently presented neural network designing method without altering the whole structure of the network. In the improved neural network, a memory pattern is recalled exactly from initial states having a given degree of similarity with the memory pattern, and thus one can avoids to apply the overlap criterion as carried out in the Hopfield neural networks.     

Ni（OH）2超微粉的制备及其电化学性能

用沉淀转化法制备了Ｎｉ（ＯＨ）２超微粉，并以微米级球形Ｎｉ（ＯＨ）２作对照，用循环伏安法和电化学阻抗谱研究其电化学性能，发现Ｎｉ（ＯＨ）２超微粉有更好的电化学性能     

碳纳米管材料的储锂性能

碳纳米管较低的碳原子密度、管径和管间的空隙可以为锂离子提供大量的嵌入空间,从而拥有更高的储锂能力。本文结合实验与理论研究的最新成果,综述了这一领域的主要进展和前景。实验上,对单壁碳纳米管进行适当处理,可以将锂存储量提高到常规石墨材料的2~3倍。根据密度泛函理论计算,锂在不同碳纳米管束中的最高理论嵌入量可以达到Li0.5C。嵌入后锂和碳纳米管之间发生了完全的电荷转移,碳纳米管的Fermi能级上移到导带中,所有碳纳米管都转变为金属。纳米管自身的电子结构对锂的吸附是至关重要的,缺电子体系更有利于锂的吸附。锂在B掺杂的复合管如BC3纳米管中有很大的吸附能。锂穿透纳米管壁从管壁外进入纳米管内的能垒,随着纳米管壁拓扑缺陷结构的尺寸变大而显著降低,B在纳米管壁的存在会进一步降低锂穿越纳米管壁的能垒。同时B的掺杂会降低相同拓扑缺陷的生成能,导致在BC3纳米管中出现更多的拓扑缺陷,从而有利于锂离子的扩散。实验与理论计算的结合可望加深对锂离子在纳米管材料中嵌入过程的理解,指导设计具有更高储锂性能的新材料。     

直链共轭多烯的模糊ta/2对称性

近年来关于分子模糊对称性的工作多属于模糊点对称性的研究．关于模糊空间对称性探讨较少．只曾对线状一维模糊周期分子进行过一些分析．本文在此基础上进一步对于较复杂的平面一维模糊周期分子——直链共轭多烯（简称为共轭多烯）分子进行了较仔细的探讨．除模糊平移变换外,这里还将涉及模糊的螺旋旋转和滑移反映等空间变换．此外,还讨论了存在其中的其他模糊点对称变换．对于点对称元素的变动导致的模糊对称性特征,往往和某种空间对称变换的模糊对称性特征相关．对于分子轨道,除模糊对称变换的隶属函数外,分析了所属不可约表示成分．对这些分子的某些性质和其模糊对称性特征之间的相关性进行探讨．