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高压下三元层状氮化物M_(2)AlN(M=Ti,Zr)的结构、力学、电子及光学性质的第一性原理研究

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人工晶体学报 2024年第4期53卷 656-668页

作者：吴礼海于普良钟敏武汉科技大学冶金装备及控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081 武汉科技大学精密制造研究院武汉430081

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,优化了三元层状氮化物M_(2)AlN(M=Ti,Zr)的几何结构,研究了高压下三元层状氮化物M_(2)AlN(M=Ti,Zr)的结构、力学、电子及光学性质。结构和力学性质研究表明,Ti_(2)AlN的压缩性优于Zr_(2)A... 详细信息

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,优化了三元层状氮化物M_(2)AlN(M=Ti,Zr)的几何结构,研究了高压下三元层状氮化物M_(2)AlN(M=Ti,Zr)的结构、力学、电子及光学性质。结构和力学性质研究表明,Ti_(2)AlN的压缩性优于Zr_(2)AlN,弹性常数证实了高压下的力学稳定性。延展性和弹性各向异性随着压力的增加而增强,Zr_(2)AlN对压力更加敏感。电子性质研究表明,两种三元层状氮化物均表现为金属性,共价性随着压力的增加而增强。Ti_(2)AlN和Zr_(2)AlN的多晶体和不同轴上的静态介电函数ε_(1)(0)以及静态折射率n(0)表明光学性质存在较低的各向异性,两种三层状氮化物都表现出较强的光吸收能力和反射率。本文的理论研究阐述了高压下三元层状氮化物Ti_(2)AlN和Zr 2AlN的相关性质,为今后的实验研究提供了比较可靠的理论依据。

关键词： Ti_(2)AlN和Zr_(2)AlN 密度泛函理论第一性原理力学性质电子结构光学性质

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不同浓度稀土元素Lu掺杂GaN电子结构和光学性质的第一性原理研究

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光学学报 2024年

作者：付莎莎肖清泉唐华姚云美邹梦真叶建峰谢泉贵州大学大数据与信息工程学院新型光电子材料与技术研究所

采用密度泛函理论下的第一性原理平面波超软赝势方法，计算了本征GaN和不同浓度Lu掺杂Ga1-xLuxN(x=0.0625、0.125、0.1875、0.25)体系的电子结构和光学性质，研究了当浓度为12.5%和18.75%时相同掺杂量不同空间有序占位体系结构的稳定性... 详细信息

采用密度泛函理论下的第一性原理平面波超软赝势方法，计算了本征GaN和不同浓度Lu掺杂Ga1-xLuxN(x=0.0625、0.125、0.1875、0.25)体系的电子结构和光学性质，研究了当浓度为12.5%和18.75%时相同掺杂量不同空间有序占位体系结构的稳定性。计算结果表明：掺杂后体系晶格参数均有所增大，由于Lu的掺入诱导了浅能级杂质，使掺杂后体系带隙较本征带隙(3.40 eV)均减小；与本征GaN相比，掺杂体系静介电常数均增加，当浓度为25%时，提高为5.42，介电函数虚部和吸收谱往低能方向移动，发生了红移现象，扩展了吸收光谱范围，增强了GaN的光催化性能。

关键词： GaN 替位掺杂电子结构光学性质

聚集诱导发光活性二氟化硼吡啶肼醛腙的合成、晶体结构及光学性质（英文）

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有机化学 2024年

作者：宫清宝吕翔于长江李婉婉赵全胜焦莉娟郝二红皖南医学院第一附属医院/弋矶山医院神经外科皖南医学院脑科学研究院功能分子固体教育部重点实验室安徽师范大学化学与材料科学学院

本研究通过简单易得的氯代2-肼基吡啶和芳香醛衍生物缩合和氟硼配位一锅两步反应合成了系列新型的氟硼配位吡啶肼基醛腙染料，将其命名为BOPAHs。这些染料分子通过核磁共振、高分辨质谱和晶体结构进行了表征。其主吸收在400-600 nm范围... 详细信息

本研究通过简单易得的氯代2-肼基吡啶和芳香醛衍生物缩合和氟硼配位一锅两步反应合成了系列新型的氟硼配位吡啶肼基醛腙染料，将其命名为BOPAHs。这些染料分子通过核磁共振、高分辨质谱和晶体结构进行了表征。其主吸收在400-600 nm范围内，发射波长在500-700 nm范围内。随着溶剂极性的增加，它们的吸收/发射峰逐渐红移，同时斯托克斯位移增大，表明这些分子具有明显的分子内电荷转移特性。同时，通过密度泛函理论计算进一步证实了这一特性。此外，这些BOPAHs在溶液中的荧光较弱，但它们都表现出明显的聚集诱导发射特性，可能是由于分子在聚集态下构象固定导致弱的分子间相互作用所致。

关键词：聚集诱导发光有机硼染料有机合成光学性质

新型稀土碘酸盐K_(2)Y(IO_(3))_(5)的合成、结构及光学性质

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硅酸盐通报 2024年第4期43卷 1532-1538页

作者：黄继明史荣卫刘润清任富忠王子阳冷森林铜仁学院材料与化学工程学院铜仁554300

本文采用水热法合成了一例新的稀土碘酸盐K_(2)Y(IO_(3))_(5),通过单晶X射线衍射对其结构进行了解析。结果表明:K_(2)Y(IO_(3))_(5)属三斜晶系,P1空间群,晶胞参数a=10.069(6)A,b=8.418(1)A,c=11.754(2)A,α=109.664(5)°,β=90.518(6)°,γ=91.565(5)°,Z=2;其晶体结构是由K—O多面体连接零维[Y_(2)(IO_(3))_(10)]^(4-)阴离子基团构成。采用紫外-可见-近红外漫反射光谱研究其透光范围,表明K_(2)Y(IO_(3))_(5)透光范围为0.25~12.46μm。采用TG-DSC分析了其热稳定性质,热分解温度为365℃。此外,采用第一性原理计算了K_(2)Y(IO_(3))_(5)的能带结构,结果表明I-5p、O-2p轨道主导了结构的光学性质。

关键词：水热反应稀土碘酸盐晶体光学性质第一性原理计算

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六方Al4SiC4弹性性质、电子结构和光学性质的第一性原理计算

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原子与分子物理学报 2025年第3期 172-178页

作者：刘运芳张飞跃冯嘉怡李文广刘正堂广西科技大学理学院西南交通大学物理科学与技术学院西北工业大学材料学院

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法系统地研究了Al4SiC4的晶体结构、弹性常数、电子结构和光学性质，并对结果进行了理论分析.计算得到的晶格常数和弹性常数均与实验值及其它计算值相符，并说明了六方Al4SiC4的晶体结构是... 详细信息

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法系统地研究了Al4SiC4的晶体结构、弹性常数、电子结构和光学性质，并对结果进行了理论分析.计算得到的晶格常数和弹性常数均与实验值及其它计算值相符，并说明了六方Al4SiC4的晶体结构是稳定的；计算得到了六方Al4SiC4的体积、剪切、杨氏模量及泊松比与文献值一致，Al4SiC4的禁带宽度为1.076 eV.计算得到了六方Al4SiC4在(100)和(001)方向上的光学响应函数随光子能量的变化关系，包括复介电函数、复折射率、吸收光谱及反射光谱.在(100)和(001)方向上，计算得到其静态介电常数分别为7.74和8.96,折射率分别为2.78和2.99.计算结果可以为相关应用提供理论依据.

关键词： Al4SiC4 电子结构光学性质第一性原理

第一性原理研究In,Cr,Sb掺杂BiOIO_(3)的电子结构和光学性质

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电子元件与材料 2024年第3期43卷 291-298页

作者：苟杰王云杰白雪苏欣伊犁师范大学物理科学与技术学院新疆伊宁835000 伊犁师范大学新疆凝聚态相变与微结构实验室新疆伊宁835000

基于第一性原理研究In,Cr,Sb掺杂BiOIO_(3)的电子结构和光学性质的理论机制。BiOIO_(3)与In,Cr,Sb掺杂BiOIO_(3)四种结构体系的带隙值分别为1.910,1.837,1.777和1.603eV,与BiOIO_(3)本征带隙相比较,掺杂In,Cr,Sb元素后跃迁方式都由间接带隙变为直接带隙,这一变化表明掺杂后减少了跃迁需要的能量。且Cr掺杂体系表现出n型半导体特性,表明引入Cr加快了电子的迁移速率,使Cr掺杂BiOIO_(3)具有更高的导电性能。在对光学性质的研究中,发现掺杂元素Cr后BiOIO_(3)对紫外光、红外光区域的吸收能力都大幅度提升,并提高了可见光光催化活性。掺杂In,Cr,Sb后BiOIO_(3)晶体在1064nm处的双折射率分别为0.227,0.141和0.247,In和Sb掺杂增大了双折射率,而掺杂Cr元素降低了双折射率。

关键词： BiOIO_(3) 电子结构光学性质第一性原理

基于密度泛函理论下O和Na掺杂单层h-BN的电子结构和光学性质的分析

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原子与分子物理学报 2024年第6期41卷 6-12页

作者：周国建彭章娥刘琳罗剑平上海应用技术大学城市建设与安全工程学院上海201418

基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了O、Na单掺杂及O和Na共掺杂单层h-BN的形成能、电子结构和光学性质.结果表明:单掺杂体系中,O掺杂N位置、Na掺杂B位置时,掺杂形成能最低;共掺杂体系中,O和Na邻位掺杂,掺杂形成能最低.与单层h-BN相... 详细信息

基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了O、Na单掺杂及O和Na共掺杂单层h-BN的形成能、电子结构和光学性质.结果表明:单掺杂体系中,O掺杂N位置、Na掺杂B位置时,掺杂形成能最低;共掺杂体系中,O和Na邻位掺杂,掺杂形成能最低.与单层h-BN相比,引入杂质原子后的体系禁带宽度均减小,其中O掺杂为n型掺杂,Na掺杂为p型掺杂,而O和Na共掺h-BN体系为直接带隙材料,有利于提高载流子的迁移率.在光学性质方面,Na掺杂h-BN体系与O和Na共掺h-BN的静介电常数均增大,在低能区介电虚部和光吸收峰均发生红移,其中Na掺杂体系红移最为显著,极化能力最强.因此Na单掺和O和Na共掺有望增强单层h-BN的光催化能力,可扩展其在催化材料、光电器件等领域的应用.

关键词：单层h-BN 第一性原理掺杂电子结构光学性质

Zn掺杂氮化硼的电子结构与光学性质的第一性原理研究

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人工晶体学报 2024年第7期53卷 1249-1256页

作者：和志豪苟杰王云杰齐亚杰丁家福张博赵星胜裴翊祯侯姝宇苏欣伊犁师范大学物理科学与技术学院伊宁835000 伊犁师范大学新疆凝聚态相变与微结构实验室伊宁835000

本文基于密度泛函理论研究了三种浓度分别为0.0625、0.125、0.25的Zn掺杂氮化硼(BN)的电子结构和光学性质。结果表明:掺杂后三种体系的缺陷形成能均大于零,为此又计算了其应力,发现三种体系能稳定存在。随着掺杂浓度的提高,体系的带隙... 详细信息

本文基于密度泛函理论研究了三种浓度分别为0.0625、0.125、0.25的Zn掺杂氮化硼(BN)的电子结构和光学性质。结果表明:掺杂后三种体系的缺陷形成能均大于零,为此又计算了其应力,发现三种体系能稳定存在。随着掺杂浓度的提高,体系的带隙逐渐减小,且B_(1-x)Zn_(x)N(x=0,0.0625,0.125)为直接带隙半导体,B_(0.75)Zn_(0.25)N为间接带隙半导体。Zn的掺入在费米能级附近引入了受主能级,使价带上移越过费米能级,掺杂体系均具有p型半导体的特征,降低了电子跃迁的难度。随着掺杂浓度的增大,四种体系的静介电常数逐渐增大,掺杂体系的虚部峰值逐渐减小,且在最高峰值处对应反射率的值逐渐变小。在低能量区域内,掺杂体系增强了对光的吸收,吸收边发生红移。掺杂体系中B—N键和N—Zn键的键强逐渐增强。结论显示,掺杂Zn原子可以有效改善BN的电子结构与光学性质。

关键词： BN 第一性原理 Zn掺杂带隙电子结构光学性质

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双钙钛矿卤化物Cs_(2)AgFeX_(6)(X=Cl, Br, I)电子结构和光学性质的第一性原理研究

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原子与分子物理学报 2024年第1期41卷 145-153页

作者：郝久源张敏刘派李瑞祖宁宁齐齐哈尔大学理学院齐齐哈尔161000

近年来,银卤化物双钙钛矿作为铅基杂化卤化物钙钛矿的潜在环保替代品得到了广泛的研究.最近实验上合成的新型无铅双钙钛矿单晶材料Cs_(2)AgFeCl_(6)是一种立方结构半导体,吸收光谱可拓宽至800 nm.本论文采用密度泛函理论的第一性原理方... 详细信息

近年来,银卤化物双钙钛矿作为铅基杂化卤化物钙钛矿的潜在环保替代品得到了广泛的研究.最近实验上合成的新型无铅双钙钛矿单晶材料Cs_(2)AgFeCl_(6)是一种立方结构半导体,吸收光谱可拓宽至800 nm.本论文采用密度泛函理论的第一性原理方法,对Cs_(2)AgFeX_(6)(X=Cl, Br, I)的电子结构和光学性质进行研究,讨论了二者之间的内在关联,并分析了X位元素的改变对材料性质的影响.电荷密度计算结果显示,由Cl到I,Fe-X键逐渐减弱,即原子对电荷的束缚能力减弱.另一方面,三种材料的带隙宽度是逐渐减小的,Cs_(2)AgFeCl_(6)和Cs_(2)AgFeBr6带隙分别为1.40 eV和0.91 eV,而Cs_(2)AgFeI6则呈现金属性质. Cs_(2)AgFeX_(6)双钙钛矿的光谱特征峰随X位原子序数的增加明显红移,且在可见至红外光波段均有明显的光吸收:Cs_(2)AgFeCl_(6)在534 nm处的吸收系数达到21.28×10^(4)cm^(-1),Cs_(2)AgFeBr6在712 nm处的吸收系数为20.54×10^(4)cm^(-1),而Cs_(2)AgFeI6在1200 nm后的红外波段有一极宽的吸收峰,吸收系数可以达到10×10^(4)cm^(-1).本论文为Cs_(2)AgFeX_(6)(X=Cl, Br, I)在光电子器件领域的广泛应用提供了理论指导.

关键词：光学性质电子结构第一性原理双钙钛矿介电函数