高氧空位浓度对金红石TiO2导电性能影响的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法研究了 纯的和不同高氧空位浓度金红石型TiO_2-x (x=0, 0.083, 0.125, 0.167, 0.25)超胞的能带结构分布、态密度分布.同时, 采用局域密度近似+U方法调准了带隙.结果表明, 高氧空位浓度越高, 金红石型TiO₂的最小带隙越变窄、电子有效质量越减小, 自由电子浓度越高, 电子迁移率越低、电导率越低.计算结果与实验结果的变化趋势相符合. 关键词： 高氧空位 2')" href="#">金红石型TiO₂ 电导率 第一性原理     

大气湍流三维波前探测模式层析算法分析

大气湍流三维波前探测是实现多层共轭自适应光学技术的关键和前提. 对湍流三维波前探测中最常用的模式法层析技术进行理论研究与分析, 提出该算法存在原理性限制, 并基于此对模式法层析技术产生误差的原因展开分析, 最后针对不同类型的模式层析重构误差给出数值仿真实验结果.分析表明, 模式层析重构中使用了Zernike分解基的一部分作为新的分解基进行波面拟合, 从而引入模式混淆和模式耦合两个方面的误差; 部分Zernike分解基不相关是避免模式混淆误差的必要条件, 模式耦合误差则无法避免. 最后结合仿真结果提出大视场探测、小区域重构的方法, 很好地抑制了模式耦合误差. 关键词： 三维波前探测 大气层析 模式法 误差分析     

Photoluminescence and thermoluminescence properties of SnO2 nanoparticles embedded in Li20-K20-B203 with Cu-doping

Cu-doped borate glass co-doped with SnO2 nanoparticles is fabricated by melt quenching. The structure and morphology of the samples are examined by X-ray diffraction and field emission scanning electron microscopy. Up-conversion enhancement is observed in the photoluminescence （PL） and thermolumines- cence （TL） intensities of the glass. PL emission spectra are identified in the blue and green regions, and a fourfold increase in emission intensity may be observed in the presence of embedded SnO2 nanoparticles. The glow curve is recorded at 215℃, and fourfold increases in TL intensity are obtained by addition of 0.1 mol% SnO2 nanoparticles to the glass. Higher TL responses of the samples are observed in the energy range of 15-100 KeV. At energy levels greater than -0.1 MeV, however, flat responses are obtained. The activation energy and frequency factor of the second-order kinetic reaction are calculated by the peak shape method.     

Towards understanding the carbon trapping mechanism in copper by investigating the carbon-vacancy interaction

We propose a vacancy trapping mechanism for carbon-vacancy (C-V) complex formation in copper (Cu) according to the first-principles calculations of the energetics and kinetics of C-V interaction. Vacancy reduces charge density in its vicinity to induce C nucleation. A monovacancy is capable of trapping as many as four C atoms to form CnV (n=1,2,3,4) complexes. A single C atom prefers to interact with neighboring Cu at a vacancy with a trapping energy of 0.21 eV. With multiple C atoms added, they are preferred to bind with each other to form covalent-like bonds despite of the metallic Cu environment. For the CnV complexes, C2V is the major one due to its lowest average trapping energy (1.31 eV). Kinetically, the formation of the CnV complexes can be ascribed to the vacancy mechanism due to the lower activation energy barrier and the larger diffusion coefficient of vacancy than those of the interstitial C.     

基于激光光解诱导荧光技术实现燃烧反应区及中间产物CH_3瞬态可视化

实现火焰反应区和不同中间组分的在线二维瞬态成像,在湍流燃烧的基础研究中具有十分重要的意义。用Nd∶YAG激光器的5倍频输出(212.8nm)作为光源,通过激光光解诱导荧光技术在甲烷/空气预混火焰中,成功实现了火焰反应区的瞬态成像,并首次采用该技术实现了CH_3的在线瞬态成像测量。分析了该方法同其他荧光标示物在反应区二维瞬态成像方法的优势,并研究了火焰燃烧过程中其他燃烧中间产物和不同燃空比对CH_3单脉冲成像的影响,讨论了现有条件下该技术的应用范围。根据实验结果,在燃空比Φ=1.2的条件下,在反应区我们获得了信噪比约为8的单脉冲成像,分析火焰中CH_3的单脉冲成像结果可知火焰燃空比在1.0~1.4之间时,或者火焰中CH_3的浓度大于9.3×1015 molecules·cm-3信噪比较好。该项技术在动力机械及其他研究领域的应用有十分重要的参考价值。     

SERS传感器间接检测蛋白质的研究进展

蛋白质在生命体中发挥着重要的作用,蛋白质的检测对于了解生命体系及在生物医学领域都有基础性的应用价值。表面增强拉曼光谱(SERS)技术对研究化学和生物传感应用前景很有优势,是由于其高灵敏度以及很好的选择性,并且已被运用于生物分子检测,特别是在蛋白质检测方面。综述了SERS探针技术用于蛋白质检验的研究现状,如免疫胶体金技术、基于纳米材料探针的SERS研究、基于酶促技术和基于试剂技术的蛋白质研究进展。     

金属原子修饰石墨烯体系催化性能的理论研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了单个CO 和O2气体分子在金属原子修饰石墨烯表面的吸附和反应过程. 结果表明: 空位缺陷结构的石墨烯能够提高金属原子的稳定性, 金属原子掺杂的石墨烯体系能够调控气体分子的吸附特性. 通入混合的CO和O2作为反应气体, 石墨烯表面容易被吸附性更强的O2分子占据, 进而防止催化剂的CO 中毒. 此外, 对比分析两种催化机理(Langmuir-Hinshelwood和Eley-Rideal)对CO氧化反应的影响. 与其它金属原子相比, Al原子掺杂的石墨烯体系具有极低的反应势垒(< 0.4 eV), 更有助于CO氧化反应的迅速进行.     

撞击诱导硝基甲烷分子第一步分解反应的动力学计算

本文基于分子温度与压强的关系,计算在不同压强下基态和最低三态硝基甲烷的分子温度,对应计算其沿着CN键裂解反应的热化学和动力学参数.发现基态的硝基甲烷沿着CN键的分解反应是吸热反应,不具自发性,反应转换温度为1550.2 K,平衡常数在80-1202 K温度范围内很低.最低三态的硝基甲烷沿着CN键的裂解是放热反应,反应的Gibbs自由能在80-2558.5 K范围内为负,有好的自发性,且反应较为彻底.298.15-2558.5 K温度范围内反应活化能随着温度的升高而改变,使反应速率随着温度的升高而急剧增大.对应硝基甲烷爆压15 GPa,其分子温度为4617.6 K,该温度下三态分子分解反应的反应速率为1.088×10~8cm~3·mol~(-1)·s~(-1).推算硝基甲烷沿着CN键分解反应混合物的终态温度,当混合物为硝基、甲基和基态的硝基甲烷分子时,反应的终温为1611.37 K,等效能为1676.47 cm~(-1).当混合物为硝基、甲基、基态和最低三态的硝基甲烷分子时,反应的终温为1184.79 K,等效能为1232.65 cm~(-1).两种情况下终态等效能都足以维持硝基甲烷分子沿C-N键裂解反应的发生.这个能量也足以导致混合物中的NO_2分解为NO和O,这与实验检测的结论相一致.     

基于反应力场的分子动力学方法研究氢在钯表面的分解

基于二阶矩近似反应力场方法构建的全维度势能面研究了氢分子及其同位素分子在钯表面的分解过程.在构建势能面的过程中数据库中只包含了氢分子与钯（111）表面相互作用的相关信息,该势能面在研究氢分子在钯（100）表面上的分解过程中表现出了非常好的可转移性.结果表明,氢分子及其同位素分子在钯（111）与钯（100）表面上的分解系数S₀均随着入射能量的增加呈现非单调变化,并且通过固定分子取向的方法发现同核分子（H₂、D₂和T₂）最有利分解取向角为90°,而异核分子（HD、HT和DT）受质心偏移的影响,其最有利分解取向角向大角度偏移.     

CH3CHF2与VO2+的反应机理

采用密度泛函方法在B3LYP/ 6-311G (2d, p)水平上研究了CH3CHF2与VO2+反应生成CH2=CF2 (H2消除反应), CH2=CHF(HF消除反应)和CH3CFO的机理。计算结果表明以上三种反应中,H2消除反应最容易发生。计算结果证明了相邻碳原子上的氢原子有利于C-F键的断裂。