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基于贝叶斯算法的5-7环缺陷石墨烯纳米带热电性能优化设计

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物理学报 2023年第4期72卷 243-251页

作者：伍静崔春凤欧阳滔唐超湘潭大学物理与光电工程学院湘潭411105 湘潭大学微纳能源材料与器件湖南省重点实验室湘潭411105

由于结构巨大的自由度,缺陷石墨烯纳米带热电转换性能的优化设计是材料研究领域的难点之一.本文利用非平衡格林函数结合贝叶斯算法,对5-7环缺陷石墨烯纳米带热电性能进行了优化设计.研究结果表明,在搜寻具有高热电转换效率5-7环缺陷石... 详细信息

由于结构巨大的自由度,缺陷石墨烯纳米带热电转换性能的优化设计是材料研究领域的难点之一.本文利用非平衡格林函数结合贝叶斯算法,对5-7环缺陷石墨烯纳米带热电性能进行了优化设计.研究结果表明,在搜寻具有高热电转换效率5-7环缺陷石墨烯纳米带的过程中,贝叶斯算法具备有效性和优越性.计算发现,利用贝叶斯算法能快速且准确地从32896个候选结构中搜索到具有最佳热电转换性能的唯一构型.即使在效率最低的一轮优化中,也仅需要计算1495个候选结构(约占所有候选结构的4.54%)即可寻找到最佳构型.研究还发现,在室温下的最佳构型5-7环缺陷石墨烯纳米带(长和宽分别为21.162nm和1.23 nm)的热电优值ZT (约1.13)较完美石墨烯纳米带(约0.14)提升了近一个量级.这主要归因于5-7环缺陷有效抑制了系统的电子热导率,使得功率因子的减弱作用和热导率的抑制作用(正效应)之间达到了最大平衡.研究结果为设计和制备具有优异热电转换效率的石墨烯纳米带热电器件提供了一种新的可行性方案.

关键词：热电转换 5-7环缺陷石墨烯纳米带贝叶斯算法非平衡格林函数

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多晶石墨烯纳米带热电性能的理论研究

物理学报 2019年第24期68卷 281-287页

作者：许易许小言张薇欧阳滔唐超湘潭大学物理与光电工程学院湘潭411105 湘潭大学微纳能源材料与器件湖南省重点实验室湘潭411105

热电材料能够将废热能直接转换成电能,近年来受到了科技工作者们的广泛关注.本文采用非平衡格林函数方法系统地研究了晶界对石墨烯纳米带热电性能的调控作用.研究结果表明:晶界能有效地提高石墨烯纳米带的塞贝克系数,同时可以极大地抑... 详细信息

热电材料能够将废热能直接转换成电能,近年来受到了科技工作者们的广泛关注.本文采用非平衡格林函数方法系统地研究了晶界对石墨烯纳米带热电性能的调控作用.研究结果表明:晶界能有效地提高石墨烯纳米带的塞贝克系数,同时可以极大地抑制其热导(包含电子和声子部分).基于这两个积极的效应,多晶石墨烯纳米带的热电转换性能得到了显著的增强.在室温下,多晶石墨烯纳米带的热电品质因子约为0.3,较完美石墨烯纳米带(约为0.05)提升了6倍左右.并且发现晶界的数量和系统的长度还能进一步提升多晶石墨烯纳米带的热电性能,但系统的宽度对其影响有限.这些结果表明,多晶结构可以显著提升石墨烯纳米带的热电转换效率.这将为设计和制备基于石墨烯纳米带的热电器件提供新的途径.

关键词：多晶石墨烯热电性能非平衡格林函数

堆叠石墨片对锯齿型石墨纳米带电子输运的影响

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物理学报 2011年第12期60卷 489-496页

作者：张迷陈元平张再兰欧阳滔钟建新湘潭大学量子工程与微纳能源技术研究所湘潭411105

采用格林函数方法研究了堆叠石墨片对锯齿型石墨纳米带电子输运性质的影响,计算了两种不同堆叠方式下锯齿型石墨纳米带的电导.研究发现,由于堆叠石墨片与石墨纳米带的耦合作用,锯齿型石墨纳米带的电导谱出现了电导谷.在远离费米能处,两... 详细信息

采用格林函数方法研究了堆叠石墨片对锯齿型石墨纳米带电子输运性质的影响,计算了两种不同堆叠方式下锯齿型石墨纳米带的电导.研究发现,由于堆叠石墨片与石墨纳米带的耦合作用,锯齿型石墨纳米带的电导谱出现了电导谷.在远离费米能处,两种堆叠方式下的电导谷位置相近甚至重合;而在费米能附近,两种堆叠方式下的电导谷存在差异.此外,讨论了堆叠石墨片的几何尺寸对锯齿型石墨纳米带电子输运的影响.结果显示,随石墨片几何尺寸的增大,锯齿型石墨纳米带在两种堆叠方式下远离费米能处的电导谷逐渐向费米能方向移动,同时其费米能附近的电导谷在两种堆叠方式下的差异随石墨片尺寸的增大变得更为明显.研究结果表明,堆叠石墨片能够有效地调制锯齿型石墨纳米带的电子输运性质.

关键词：锯齿型石墨纳米带石墨片电子输运格林函数

二维SiP_(2)同素异构体结构预测及其电子性质的第一性原理研究

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物理学报 2022年第23期71卷 339-346页

作者：周嘉健张宇文何朝宇欧阳滔李金唐超湘潭大学物理与光电工程学院湘潭411105 湘潭大学微纳能源材料与器件湖南省重点实验室湘潭411105

本文通过基于群论和图论的晶体结构随机预测方法(RG2),搜索发现了3种新型二维SiP_(2)同素异构体结构α-SiP_(2),β-SiP_(2),γ-SiP_(2),并采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了它们的稳定性和电子性质.结果表明,3种新型SiP_(2)... 详细信息

本文通过基于群论和图论的晶体结构随机预测方法(RG2),搜索发现了3种新型二维SiP_(2)同素异构体结构α-SiP_(2),β-SiP_(2),γ-SiP_(2),并采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了它们的稳定性和电子性质.结果表明,3种新型SiP_(2)结构在热力学、动力学及机械力学方面均具有良好稳定性.它们的电子结构具有满足光催化要求的带隙值,且带隙可通过施加应变进行有效调制.这使得3种新型SiP_(2)异构体有望应用于纳米级光催化剂的设计与制作.研究还发现,3种新型二维SiP_(2)同素异构体均具有较好的压电性质,其中α-SiP_(2)和β-SiP_(2)异构体的压电系数大于h-BN,且可与MoS_(2)相比拟.这些新型结构将有望被应用于制备纳米机电设备以实现微纳尺度的机-电转换和电-机传感与控制.

关键词： SiP_(2)同素异构体结构预测电子性质第一性原理

第一性原理研究单层Ge_(2)X_(4)S_(2)(X=P,As)的热电性能

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物理学报 2023年第7期72卷 347-357页

作者：余跃杨恒玉周五星欧阳滔谢国锋湖南科技大学材料科学与工程学院新能源储存与转换先进材料湖南省重点实验室湘潭411201 湘潭大学物理与光电工程学院湘潭411105

单层Ge_(2)X_(4)S_(2)(X=P,As)是最近预测的一种二维层状材料,它们不仅拥有高的光吸收系数,同时还有较高的载流子迁移率,这意味着它们在光电和热电领域可能有较好的应用前景.本文通过第一性原理和玻尔兹曼输运理论系统地研究了这两种材... 详细信息

单层Ge_(2)X_(4)S_(2)(X=P,As)是最近预测的一种二维层状材料,它们不仅拥有高的光吸收系数,同时还有较高的载流子迁移率,这意味着它们在光电和热电领域可能有较好的应用前景.本文通过第一性原理和玻尔兹曼输运理论系统地研究了这两种材料的热电性质.结果表明,单层Ge_(2)P_(4)S_(2)和Ge_(2)As_(4)S_(2)在室温下展现较低的晶格热导率,沿armchair方向分别为3.93 W·m^(–1)·K^(–1)和3.19 W·m^(–1)·K^(–1),zigzag方向分别为4.38 W·m^(–1)·K^(–1)和3.79 W·m^(–1)·K^(–1),这主要是由低的声子群速度、大的格林艾森参数以及小的声子弛豫时间造成的.基于HSE06泛函计算出的能带结构表明单层Ge_(2)As_(4)S_(2)是带隙值为1.21 eV的直接带隙半导体,而单层Ge_(2)P_(4)S_(2)是带隙值为1.13 eV的间接带隙半导体.价带上明显的双重简并现象使得单层Ge_(2)P_(4)S_(2)和Ge_(2)As_(4)S_(2)具有较大的塞贝克系数,其中300 K时沿armchair方向分别达到了1800μV·K^(–1)和2070μV·K^(–1).对于具有较小晶格热导率和较高功率因子的单层Ge_(2)X_(4)S_(2)而言,它们的热电性能是非常值得期待的.本文计算表明,当处于最佳的n型掺杂时,单层Ge_(2)P_(4)S_(2)和Ge_(2)As_(4)S_(2)在500 K时都具有较高的热电优值,在两个方向的最大值分别为3.06(armchair方向)和3.51(zigzag方向),以及3.21(armchair方向)和2.54(zigzag方向),这意味着它们在中温热电应用领域存在较大的应用价值.

关键词：热电性能层状材料第一性原理计算

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离子辐照对磷烯热导率的影响及其机制分析

物理学报 2022年第5期71卷 254-261页

作者：郑翠红杨剑谢国锋周五星欧阳滔湖南科技大学材料科学与工程学院新能源储存与转换先进材料湖南省重点实验室湘潭411201 湘潭大学物理与光电工程学院湘潭411105

通过离子辐照产生缺陷,可以非常有效地调控磷烯诸多物理性质.本文应用分子动力学方法模拟离子辐照磷烯的过程,给出了缺陷的形成概率与入射离子能量、离子种类以及离子入射角度之间的关系,并且应用非平衡态分子动力学计算辐照后磷烯热导... 详细信息

通过离子辐照产生缺陷,可以非常有效地调控磷烯诸多物理性质.本文应用分子动力学方法模拟离子辐照磷烯的过程,给出了缺陷的形成概率与入射离子能量、离子种类以及离子入射角度之间的关系,并且应用非平衡态分子动力学计算辐照后磷烯热导率的变化.以缺陷形成概率为切入点,系统地研究了辐照离子的能量、辐照剂量、离子的种类以及离子的入射角度对磷烯热导率的影响.应用晶格动力学方法研究了空位缺陷对磷烯声子参与率的影响,并计算了声子局域模式的空间分布.基于量子微扰和键弛豫理论,指出空位缺陷明显降低磷烯热导率的最重要物理机制是空位缺陷附近的低配位原子对声子强烈散射.本文研究可为缺陷工程调控磷烯的热输运性质提供理论参考.

关键词：磷烯离子辐照空位缺陷热导率

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L型石墨纳米结的热输运

物理学报 2011年第2期60卷 717-722页

作者：鲍志刚陈元平欧阳滔杨凯科钟建新湘潭大学材料与光电物理学院量子工程与微纳能源技术研究所湘潭411105

利用非平衡格林函数方法研究了由半无限长扶手椅型和锯齿型边界石墨纳米带连接而成的L型石墨纳米结的热输运性质.结果表明,L型石墨纳米结的热导依赖于L型石墨纳米结的夹角和石墨纳米带的宽度.在L型石墨纳米结的夹角从30°增加到90°再... 详细信息

利用非平衡格林函数方法研究了由半无限长扶手椅型和锯齿型边界石墨纳米带连接而成的L型石墨纳米结的热输运性质.结果表明,L型石墨纳米结的热导依赖于L型石墨纳米结的夹角和石墨纳米带的宽度.在L型石墨纳米结的夹角从30°增加到90°再增加到150°过程中,其热导显著增大.夹角为90°的L型石墨纳米结的热导随着扶手椅型纳米带宽度增加时,在低温区热导随着宽度的增大而降低,在高温区热导随宽度的增大而升高.对于夹角为150°的L型石墨纳米结,其热导无论是在低温区还是在高温区都随着锯齿型纳米带宽度的增加而降低.利用声子透射谱对这些热输运现象进行了合理的解释.研究结果阐明了不同L型石墨纳米结中的热输运机理,为设计基于石墨纳米结的热输运器件提供了重要的物理模型和理论依据.

关键词：石墨纳米结热输运热导

H-Pb-Cl中可调控的巨型Rashba自旋劈裂和量子自旋霍尔效应

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物理学报 2023年第5期72卷 289-296页

作者：薛文明李金何朝宇欧阳滔罗朝波唐超钟建新湖南工程学院计算科学与电子学院湘潭411104 湘潭大学物理与光电工程学院湘潭411105

具有巨型Rashba自旋劈裂和量子自旋霍尔效应的材料在自旋电子器件应用中具有重要意义.基于第一性原理,提出一种可以将巨型Rashba自旋劈裂和量子自旋霍尔效应实现完美共存的二维(two dimension,2D)六角晶格材料H-Pb-Cl.由于系统空间反转... 详细信息

具有巨型Rashba自旋劈裂和量子自旋霍尔效应的材料在自旋电子器件应用中具有重要意义.基于第一性原理,提出一种可以将巨型Rashba自旋劈裂和量子自旋霍尔效应实现完美共存的二维(two dimension,2D)六角晶格材料H-Pb-Cl.由于系统空间反转对称性的破坏和本征电场的存在,H-Pb-Cl的电子能带中出现了巨型Rashba自旋劈裂现象(α_(R)=3.78 eV.A).此外,H-Pb-Cl的Rashba自旋劈裂是可以随双轴应力(-16%—16%)调控的.通过分析H-Pb-Cl的电子性质,发现在H-Pb-Cl费米面附近有一个巨大的带隙(1.31 eV),并且体系由于Pb原子的s-p轨道翻转使得拓扑不变量Z_(2)=1,这就表明H-Pb-Cl是一个具有巨大拓扑带隙的2D拓扑绝缘体.我们的研究为探索和实现Rashba自旋劈裂和量子自旋霍尔效应的共存提供了一种优良的潜在候选材料.

关键词：二维拓扑绝缘体 Rashba自旋劈裂空间反演对称性自旋轨道耦合

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中小企业薪酬管理策略探析

湖南农机（学术版） 2011年第2期38卷 123-124页

作者：欧阳滔长江大学文理学院湖北荆州434031

薪酬管理是企业人力资源管理的一个重要组成部分,文章首分析了中小企业薪酬管理存在的问题,并从中小企业薪酬政策要具有内部公平性和外部竟争性、改变员工薪酬水平决定的随意性等方面进行了分析,并提出相应的对策。

关键词：中小企业薪酬策略