双轴应变条件下单层MoSe2电子结构和拉曼光谱的第一性原理计算

二硒化钼的层间相互作用强,单层结构具有更低的带隙和更好的稳定性.由于独特的光学性质和优异的电学性能受到研究人员的广泛关注.本文基于密度泛函理论的第一原理,计算和分析了在双轴拉伸压缩应变条件下单层MoSe₂能带结构,拉曼光谱和声子谱的变化规律以及性质产生的原因.在拉伸压缩应变作用下,直接带隙转变为间接带隙.当拉伸应变达到12%时,材料发生半导体-金属相变.当压缩应变达到6%时,声子谱中开始出现虚频率,表明结构开始变得不稳定.     

基于第一性原理计算Mn掺杂MoS2对油中溶解气体的吸附性能

CO、C₂H₂、CH₄是溶解在变压器油中的典型故障特征气体,其种类和浓度能够反映油浸式变压器绝缘故障的不同类型和严重程度,进行油中溶解气体分析是在线检测变压器运行状态的重要方法.基于第一性原理,通过Mn-MoS₂单层对三种气体的吸附能、转移电荷、态密度和形变电荷密度等参数以及解吸性能分析和灵敏度计算,提出了一种基于Mn-MoS₂材料的气敏传感器对油中溶解气体进行分析的方法.结果表明Mn-MoS₂对CH₄是物理吸附,对CO和C₂H₂是化学吸附.对于Mn-MoS₂来说,CH₄在常温下吸附能力差且灵敏度低,CO在不同温度下均有较强的吸附能力,而C₂H₂在常温下吸附稳定,高温下易解吸且响应灵敏度高.因此,Mn掺杂的MoS₂体系可预期作为CO的气体吸附剂和检测C₂H     

用有效折射率／有限元法设计1．55μmTi：LiNbO_3单模条波导及其方向耦合器

应用有效折射率／有限元法（ＥＩ－ＦＥＭ），考虑到ＬｉＮｂＯ３晶体和Ｔｉ扩散的各向异性，折射率增量与寻常光、非寻常光及波长色散的关系，设计了１．５５μｍ光波长下工作的ｚ切ｙ传播Ｔｉ：ＬｉＮｂＯ３单模条波导的制备参数，计算和分析了其单模特性、模式场分布及其变化规律．扩展了ＥＩ－ＦＥＭ，将其用于求解耦合波导系统，确定了方向耦合器的耦合长度及其波长色散特性．     

不同构型(In,Al)GaN合金发光机理的第一性原理研究

基于第一性原理的密度泛函理论,研究了纤锌矿（In,Al）GaN合金的4种构型（均匀、短链、小团簇、团簇-链共存模型）的电子结构和发光微观机理。结果表明,在InGaN合金中,短In-N-链和小In-N团簇都局域电子在价带顶（VBM）态。当小团簇与短链共存时,前者局域电子的能力明显强于后者,是辐射复合发光中心。然而,在AlGaN合金中,电子在VBM态的局域受短Al-N链和小Al-N团簇的影响并不显著。合金微观结构的不同会引起电子局域的改变,从而影响材料的发光性能,并对带隙和弯曲系数有重要影响。     

采用(meta)-GGA泛函对Ag(111)、Rh(111)和Ir(111)上乙烯吸附的理论研究

本文针对在多种催化反应的重要中间体乙烯,使用(meta)-GGA等级的包含PBE,BEEF-vdW,SCAN以及SCAN+rVV10在内的多种交换关联泛函,系统研究了在过渡金属表面(Ag,Rh和Ir)上乙烯吸附势能面对泛函的依赖关系. 研究发现,对于乙烯在贵金属Ag(111)上的吸附,除了PBE外,BEEF-vdW,SCAN以及SCAN+rVV10均能预测出物理吸附态的存在. 对于乙烯在Rh(111)面的吸附,SCAN和SCAN+rVV10预测在化学吸附位之前存在有物理吸附前驱态,而基于PBE和BEEF-vdW的势能面并没有发现前驱态的存在. 而对于乙烯在Ir(111)上的吸附,BEEF-vdW也能微弱地预测出化学吸附前驱态的存在. 研究结果表明,无论在哪一种金属表面上,四种泛函中SCAN+rVV10给出的吸附能最强,其次是SCAN,最后是PBE或者BEEF-vdW.     

First-Principles Calculations of Electronic Structures of New Ⅲ-Ⅴ Semiconductors： BxGa1-xAs and TlxGa1-xAs alloys

We investigate the electronic structures of new semiconductor alloys BxGa1-xAs and TlxGa1-xAs, employing first-principles calculations within the density-functional theory and the generalized gradient approximation. The calculation results indicate that alloying a small TI content with GaAs will produce larger modifications of the band structures compared to B. A careful investigation of the internal lattice structure relaxation shows that significant bond-length relaxations takes place in both the alloys, and it turns out that difference between the band-gap bowing behaviours for B and TI stems from the different impact of atomic relaxation on the electronic structure. The relaxed structure yields electronic-structure results, which are in good agreement with the experimental data. Finally, a comparison of formation enthalpies indicates that the production Tlx Ga1-xAs with TI concentration of at least 8% is possible.     

环境扫描电镜及其应用

叙述了环境扫描电镜（ＥＳＥＭ）的成像原理———电子信号气体放大原理及其与常规扫描电镜（ＳＥＭ）的区别，介绍了我国第一台带高温台的ＥＳＥＭ．综述了近年来国外学者应用ＥＳＥＭ开展的一些研究工作．介绍了中国科学院化工冶金研究所应用ＫＹＫＹ１５００型ＥＳＥＭ对金属表面氧化反应中晶须／晶粒生长过程的研究     

基于光放大法测量金属线膨胀系数

金属线膨胀系数是研究金属性质常用的物理量,为了使测得的金属线膨胀系数更加准确,本文将光放大原理融合到金属线膨胀系数的测量中,利用光源、光屏、加热装置等自制的实验装置,根据加热前后光路形成的反射角度和光屏移动前后光斑位置的几何关系,通过光斑的移动距离来计算金属微小的形变量,进而得到金属的线膨胀系数。本文主要对金属铜进行研究,得到其线膨胀系数平均值,并与标准值进行对照,相对误差为0.05%,并将该方法推广到金属铝和钛的线膨胀系数的测量,得到相对误差均在0.90%以下,说明该方法可用于常见金属的线膨胀系数的测量。     

考虑单元劈裂的流-固耦合连续-非连续方法及定向水力压裂模拟

为了更真实地模拟水力压裂过程中的岩石变形、裂缝扩展及流体流动,在自主开发的拉格朗日元与离散元耦合的连续-非连续方法的基础上,发展了一种流-固耦合方法。在该方法中,裂缝可沿四边形单元对角线和单元边界扩展,流体流动满足立方定律。通过与单一裂缝非稳态渗流模型及KGD模型的理论解进行对比,验证了该方法的正确性。由定向射孔水力压裂的模拟结果可以发现,(1)距离射孔越远,流体压力越小;随着时间的增加,裂缝中流体压力降低。(2)随着射孔角度的增加,裂缝起裂和扩展过程中的流体压力及转向距离增加;随着x方向水平应力的增加,裂缝起裂和扩展过程中的流体压力增加;两个方向水平应力之差越大,裂缝转向距离越小。(3)随着时间的增加,裂缝区段数目的增速变慢,这与裂缝体积增加变快有关。     

雷诺应力对平均和脉动压力影响的数值模拟

采用增加雷诺应力边界条件方法考察了雷诺应力对流场的影响。当雷诺应力边界条件存在时,流场内平均和脉动压力的变化体现了雷诺应力的影响。本文首先在没有雷诺应力边界条件和有雷诺应力边界条件的情况下得到TTU低矮建筑标准模型表面的平均压力系数,结果表明:考虑雷诺应力可使建筑物表面的平均压力系数的绝对值增大。本文还利用Selvam提出的脉动压力系数数学模型,计算了TTU模型表面的脉动压力系数,并对计算结果进行了分析。