铁链镶嵌锯齿形氮化硼纳米带半金属铁磁性的第一性原理研究

基于第一性原理,研究了铁链单侧边界钝化型的锯齿形氮化硼纳米带（简称为Fe-terminated ZBNNRs）和铁链连接型的锯齿形氮化硼纳米带（简称为Fe-jointed ZBNNRs）的电子结构及磁性。Fe-terminated ZBNNRs 对于不同带宽的BN纳米带都是半导体型的,而Fe-jointed ZBNNRs 对于不同带宽的BN纳米带则为半金属型。这两种 结构各自的磁性主要都是来自于所掺杂的铁原子。Fe-jointed ZBNNRs 的半金属性源自Fe原子的3d轨道与N原子的2p轨道间的强耦合作用。通过分子动力学模拟,证实了该 结构在常温下可以稳定存在。Fe-jointed-ZBNNRs 对于两种不同自旋方向电子的选择过滤作用可以被应用于自旋电子学器件的设计。其它各种不同的过渡金属所形成的连接型的锯齿形氮化硼纳米带（简称为M-jointed ZBNNRs）既可以是金属型的、半金属型的,也可以是半导体型的。     

添加不同硼源时金刚石的高温高压合成

在压力6.5 GPa、温度1290～1350℃实验条件下,研究了合成体系中分别添加单质硼、六角氮化硼(h-BN)时金刚石的合成.由于合成体系中添加剂的存在,导致所合成的金刚石颜色发生了明显的改变.傅里叶显微红外光谱(FTIR)测试表明,当合成体系中h-BN添加量较少时,所合成金刚石中含有替代式的氮杂质,且金刚石中有sp2杂化的硼-氮、硼-氮-硼结构存在.当合成体系中h-BN添加量达到2 wt;时,金刚石中的氮仅以硼-氮-硼的结构存在.此外,霍尔效应测试结果表明,硼掺杂金刚石具有p型半导体特性,而合成体系中添加h-BN所制备的金刚石表现为绝缘体.     

氧空位缺陷对PbTiO_3铁电薄膜漏电流的调控

基于非平衡格林函数及密度泛函理论第一性原理计算方法,计算了Fe, Al, V和Cu四种阳离子掺杂对氧空位缺陷引起的PbTiO_3铁电薄膜漏电流的调控.研究表明:Fe和Al离子掺杂将会增大由其中氧空位缺陷导致的铁电薄膜的漏电流,而Cu和V离子掺杂对该漏电流的大小具有明显抑制作用.这是因为Cu和V掺杂对氧空位缺陷有明显的钉扎作用.相比于半径更大的Cu离子,由于V的离子半径更小,且更接近于PbTiO_3铁电薄膜中Ti的离子半径,可以预言V离子更可能被掺杂进入薄膜,从而抑制氧空位缺陷引起的漏电流.研究结果对铁电薄膜器件的电学性能控制和优化有一定的理论指导意义.     

硼硫协同掺杂金刚石的高压合成与电学性能研究

FeNiMnCo-C体系中,在压力6.5 GPa、温度1280—1300℃的极端物理条件下,采用温度梯度法成功合成了硼(B)、硫(S)协同掺杂金刚石大单晶.通过傅里叶红外光谱测试对高温高压所制备金刚石中的杂质进行了表征.借助霍尔效应对典型金刚石样品的电输运性能进行了测试,测试结果表明:硼硫协同掺杂有利于提高p型金刚石的电导率,而且硼硫在合成体系中的添加比例可以决定金刚石的p, n特性.此外,第一性原理计算结果表明,合成体系中不同比例的硼硫协同掺杂对金刚石的p, n特性以及电导率有着直接的影响,计算结果与实验测试结果相吻合.     

基于能力驱动的单片机课程教学改革与实践

单片机相关课程是新工科背景下信息工程、自动化等专业的重要课程,教学中以学生为主体、产出为导向,以解决问题为目的,以项目课程的形式开展,设计并制作出具有一定功能的科技作品或模型,对培养应用型人才有着非常重要的作用。本文以市场上广泛应用的温湿度采集系统为例,融合《电子CAD线路》与《单片机技术及接口》两门课程,从电路的设计与验证,到电路元件的焊接与组装,再到嵌入式模块化软件的设计与综合应用,完整阐述了基于能力驱动的单片机课程教学改革与实践过程,对学生实践能力的本体化培养取得了非常好的实践效果,是值得推广的教学经验。     

锗烯在金属衬底上的结构及电子性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算,我们系统的研究了锗烯在Pt(111)、Au(111)和Al(111)表面的几何和电子结构.在这三种金属衬底上寻找到了9种结构,其中Al(111)-a、Au(111)-b和Pt(111)-c结构就是目前实验上已经成功制备的结构.我们还发现了其余6种目前理论和实验均没有提出,此外,Al(111)-b、Au(111)-a和Pt(111)-b结构的Dirac态仍保留,这些结构的形成能均大于范德瓦尔斯作用,因此非常有希望在实验上制备出来,应用于量子自旋霍尔效应的研究.本文的研究为锗烯在半导体衬底上的制备及应用奠定了理论基础.     

Electronic and magnetic properties of semihydrogenated,fully hydrogenated monolayer and bilayer MoN_2 sheets

Based on density functional theory, we investigate the electronic and magnetic properties of semi-hydrogenated, fully hydrogenated monolayer and bilayer MoN_2. We find that the AB stacking bilayer MoN_2 exhibits ferromagnetic coupling of intralayer and antiferromagnetic coupling of interlayer, however, the ground states of the semi-hydrogenated, fully hydrogenated monolayer and AA stcaking bilayer MoN_2 are nonmagnetic. The fully hydrogenated system has a quasidirect band-gap of 2.5 eV, which has potential applications in light-emitting diode and photovoltaics. The AB stacking bilayer MoN_2 shows the Dirac cone at K point in BZ around Fermi energy. Furthermore, the interlayer of the AB stacking bilayer MoN_2 is subjected to a weak van der Waals force, while the interlayer of the AA stacking forms N-N covalent bond.