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甲基取代对分子电离能的影响

光谱学与光谱分析 2023年第S01期43卷 99-100页

作者：冯铎李昌勇量子光学与光量子器件国家重点实验室山西大学激光光谱研究所山西太原030006 极端光学协同创新中心山西大学山西太原030006

当甲基与苯环的不饱和碳原子相连时,甲基的成键电子受到不饱和碳原子的吸引而具备一定的给电子能力。甲基的给电性导致甲基取代后分子的电离能降低。利用高精度能量计算方法CBS-QB3,计算了多个甲基取代苯分子上氢原子形成的分子的电离... 详细信息

当甲基与苯环的不饱和碳原子相连时,甲基的成键电子受到不饱和碳原子的吸引而具备一定的给电子能力。甲基的给电性导致甲基取代后分子的电离能降低。利用高精度能量计算方法CBS-QB3,计算了多个甲基取代苯分子上氢原子形成的分子的电离能。结果表明,随着取代的甲基数增加分子的电离能会逐渐降低。甲基在邻、间、对不同位置取代的分子电离能满足关系:邻>间>对。与实验值相比,CBS-QB3高估了电离能,其相对误差在0.64%~1.14%范围。

关键词：甲基取代给电性电离能

三价稀土离子施主掺杂/取代对CCTO陶瓷介电性能的影响及损耗机理研究

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三价稀土离子施主掺杂/取代对CCTO陶瓷介电性能的影响及损耗机理...

作者：郭斯琪太原理工大学

学位级别：硕士

电容器元件微型化的必然趋势,要求电介质材料具有高介电常数(ε’)和低介电损耗(tanδ)。CaCu3Ti4O12(CCTO)陶瓷作为一种具有高ε’以及高热稳定性的新型介电陶瓷材料,在科研领域中成为了研究的热点,受到了广泛关注。然而CCTO陶瓷还伴... 详细信息

电容器元件微型化的必然趋势,要求电介质材料具有高介电常数(ε’)和低介电损耗(tanδ)。CaCu3Ti4O12(CCTO)陶瓷作为一种具有高ε’以及高热稳定性的新型介电陶瓷材料,在科研领域中成为了研究的热点,受到了广泛关注。然而CCTO陶瓷还伴随着相对较高的tanδ,较低的击穿场强(Eb),就使得在实际应用时,应用范围被限制,这些问题的克服可以使CCTO陶瓷在更多电路中得以应用。有研究表明,通过掺杂/取代策略进行改性可使CCTO性能得到有效改善。因此本文选择三种不同的施主稀土离子(La、Nd和Gd)对CCTO进行改性研究以期获得具备优异性能的介电陶瓷材料,同时探究了不同稀土离子合适的改性策略,主要研究内容与结果如下:1.制备了具有低 tanδ 的 Ca1-xLaxCu3Ti4O12+0.5x 陶瓷。La 取代 Ca0.96La0.04Cu3Ti4O12.02和掺杂CaCu3Ti4O12-0.03La2O3陶瓷的ε’分别提高到 8775 和9225;同时,Ca0.96La0.04Cu3Ti4O12.02 和 CaCu3Ti4O12-0.04La2O3的Eb值分别为 3904 和 3006 V/cm。而且,La取代和掺杂均能产生极低的tanδ值,在1 kHz和20℃时,Ca0.94La0.06Cu3Ti4O12.03和CaCu3Ti4O12-0.02La2O3的最小值分别为0.008和0.009。更特别的是,在50 Hz和-100℃时,最小tanδ减少到0.0013。这些结果表明,La取代比掺杂更有利于介电性能的提高,因为取代比掺杂引入了更高的晶界电阻、晶界活化能和更低的电导率,这为CCTO陶瓷的改性策略提供了更加明确的思路。2.制备了具有高Eb的Ca1-xNdxCu3Ti4i4O12+0.5x和 CaCu3Ti4O12-0.5xNd2O3 陶瓷。Nd 取代样品 Ca0.93Nd0.07Cu3Ti4O12.035 和掺杂样品 CaCu3Ti4O12-0.025Nd2O3 的 tanδ值分别为0.060 和 0.153。样品 Ca0.97Nd0.03Cu3Ti4O12.015 和样品 CaCu3Ti4O12-0.025Nd2O3 的ε’值分别为6165和2596。同时,研究发现Nd取代和掺杂都能提高样品的Eb值,样品Ca0.95Nd0.05Cu3Ti4O12.025和样品 CaCu3Ti4O12-0.015Nd2O3的Eb值分别为 6452 和 6483 V/cm。研究结果表明,Nd取代和掺杂对CCTO的击穿特性有相似的影响。掺杂和取代样品的晶界电阻、晶界活化能和电导率的值相差不大,说明Nd的取代和掺杂对CCTO介电特性的影响是相似的。但是,取代后的样品性能变化更加具有规律性。因此,使用Nd元素对CCTO陶瓷的改性时采用取代或掺杂策略产生的影响相差不大。3.制备了具有高 ε’的 CaCu3Ti4O12-0.5xGd2O3 陶瓷。Gd 取代样品Ca0.90Gd0.10Cu3Ti4O12.05 和掺杂样品 CaCu3Ti4O12-0.04Gd2O3 的 tanδ值分别低至 0.033 和0.053。样品 Ca0.92Gd0.08Cu3Ti4O12.04 和样品 CaCu3Ti4O12-0.02Gd2O3 的Eb值分别为 4956和3879 V/cm。研究发现Gd的添加可以提高样品的ε’值,样品Ca0.96Gd0.04Cu3Ti4O12.02的ε’值提高至8412,样品CaCu3Ti4O12-0.04Gd2O3的ε’值更是提高了一个数量级,由纯CCTO的4698提高至了12494。研究结果表明,Gd取代和掺杂会使tanδ值提高,Eb值降低,但可以有效提高样品的ε’值,尤其是Gd掺杂将ε’值提高了一个数量级。为使用小于原元素离子半径的元素对CCTO陶瓷的改性时应采用何种添加策略提供了更加明确的思路,即掺杂策略优于取代策略。4.总结了不同离子半径的稀土离子所适合的添加策略。可以发现,对于La元素来说,取代策略优于掺杂策略;对于Nd元素来说,取代与掺杂策略相差不大;对于Gd元素来说,掺杂策略优于取代策略。与纯CCTO样品相比,La取代的CCTO陶瓷样品Ca0.94La0.06Cu3Ti4O12.03在保持ε’值为6788时,介电损耗降低到0.008。Nd取代样品Ca0.95Nd0.05Cu3Ti4O12.025 Eb值提高到 6452 V/cm。Gd 掺杂样品 CaCu3Ti4O12-0.04Gd2O3的ε’值最高,约为12494。所有结果表明,引入不同稀土离子可以从不同方面改善CCTO陶瓷的介电性能,不同离子半径的稀土离子有其相适应的添加策略,具体为,当离子半径小于被取代离子时,应采取掺杂策略;等于时,采用取代或掺杂策略产生的影响相差不大;大于时,应采取取代策略。

关键词： CCTO 取代掺杂策略稀土元素介电特性

元素取代对BaXO3(X=Ti，Ni)钙钛矿光电性能影响的第一性原理研究

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元素取代对BaXO3(X=Ti，Ni)钙钛矿光电性能影响的第一性原理研究

作者：刘晶晶电子科技大学

学位级别：硕士

为契合时代发展的宗旨与主题,寻找新型环境友好型能源是当下的热门研究方向之一。铁电光伏材料因其自身独特的光生伏特效应,可将太阳能转换为电能,因而在能源材料领域受到了研究者的特别关注。目前,铁电钙钛矿光伏材料因其普遍偏大的带... 详细信息

为契合时代发展的宗旨与主题,寻找新型环境友好型能源是当下的热门研究方向之一。铁电光伏材料因其自身独特的光生伏特效应,可将太阳能转换为电能,因而在能源材料领域受到了研究者的特别关注。目前,铁电钙钛矿光伏材料因其普遍偏大的带隙值3 e V导致自身光电流偏小,进而导致其光电转换效率不高。因此,探索可降低铁电钙钛矿带隙宽度且不影响其非中心对称结构的方法具有重要的意义。本文采用第一性原理方法,系统地探索了阴离子取代和阳离子取代对铁电钙钛矿基态性质、电学性质以及光学性质的影响,具体的研究内容如下:1、S元素取代四方相BaTiO的O元素对四方相BaTiO基态性质以及光学性质物理性能的影响。研究发现,S元素和O元素的不同比例对化合物Ba Ti(O,S)的结构参数、晶系影响很大,这与S元素引入后导致的电荷重新分布密切相关。与母体材料四方相BaTiO相比,化合物BaTiO-S(x=1.5、2、2.5、3)具有更低的光学带隙。尤其是三斜相BaTiOS,其带隙值为1.25 e V,与理想光伏带隙1.5 e V较为接近。与此同时,BaTiOS在可见光区体现光学各向同性。该结果表明,三斜相BaTiOS是极具潜力的新型光伏材料。此外,本研究工作还发现,S取代可有效降低铁电钙钛矿的介电常数。2、Fe元素取代对六方相BaNiO基态性质和光学性质的影响。研究结果表明,Fe元素的引入对六方相BaNiO的晶格常数、键角影响很大,进而影响其晶系。通过分析能带结构图以及态密度图可知,化合物Ba NiFeO(x=0.25、0.5、0.75、1)费米能级附近的能带形状以及态密度占据情况与母体结构BaNiO有着明显的差异。其中,Ba Fe O仍保持着六方相的晶体结构,且呈金属态。化合物BaNiO和Ba NiFeO的带隙值分别为1.28 e V和1.12 e V,与理想光伏带隙值1.5 e V较为接近。综上所述,本论文通过第一性原理研究发现,S元素取代可有效降低BaTiO的带隙值,提高BaTiO对可见光的吸收效率,并有效降低BaTiO的介电常数,而Fe元素取代可有效降低BaNiO的带隙值并提高BaNiO对可见光光子的吸收效率。这些研究结果表明,元素取代(S元素,Fe元素)可有效调控钙钛矿Ba XO(X=Ti、Ni)的基态性质以及光学性质。本论文的研究结果丰富了铁电钙钛矿材料光伏性能的研究,并对后续相关的实验和理论研究提供了一定的理论参考。

关键词： BaXO3 取代光学性质密度泛函理论

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取代苯甲脒的合成及取代基效应研究

武汉工程大学学报 2022年第6期44卷 608-613页

作者：徐浩斌邵开元王刚胡文祥武汉工程大学化工与制药学院湖北武汉430205 北京神剑天军医学科学研究院京东祥鹄微波化学联合实验室北京101601 北京信息技术研究所北京100094

以取代苯甲腈为原料成功制备了一类取代苯甲脒盐酸盐。并以理论计算与化学合成实验相结合的形式,对该反应进行了系统性地研究。应用二元福井函数作为化学反应性能描述符,对比了不同取代苯甲腈在酸催化和碱催化条件下的反应性能强弱。结... 详细信息

以取代苯甲腈为原料成功制备了一类取代苯甲脒盐酸盐。并以理论计算与化学合成实验相结合的形式,对该反应进行了系统性地研究。应用二元福井函数作为化学反应性能描述符,对比了不同取代苯甲腈在酸催化和碱催化条件下的反应性能强弱。结果表明:酸性条件或苯环上存在供电子基团对该反应有利,且4位取代苯甲腈相较于3位取代具有更好的反应性能。理论计算数据与合成实验结果具有良好的一致性,充分体现出量子化学理论对化学合成实验的指导意义。

关键词：取代苯甲脒苯甲腈量子化学反应指数二元福井函数

Sr取代LaFeO_3钙钛矿的结构性质和催化性能(英文)

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催化学报 2012年第7期33卷 1109-1114页

作者：张晓静李华举李勇申文杰中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室辽宁大连116023

Sr2+对La3+的部分取代导致LaFeO3的结构性质和催化性能发生了显著变化.钙钛矿结构由LaFeO3的正交型变成了La0.8Sr0.2FeO3的近立方型.由于电荷补偿效应,Sr2+取代La3+导致部分Fe3+氧化为Fe4+,同时产生氧空穴,因而提高了La0.8Sr0.2FeO3的... 详细信息

Sr2+对La3+的部分取代导致LaFeO3的结构性质和催化性能发生了显著变化.钙钛矿结构由LaFeO3的正交型变成了La0.8Sr0.2FeO3的近立方型.由于电荷补偿效应,Sr2+取代La3+导致部分Fe3+氧化为Fe4+,同时产生氧空穴,因而提高了La0.8Sr0.2FeO3的还原性能.由于氧空穴的作用,La0.8Sr0.2FeO3催化剂在CO氧化和CH4燃烧反应中均表现出较LaFeO3高的催化活性.在CO氧化反应中,氧空穴有利于反应物分子的吸附并加速了气相氧分子在表面上的解离;而在CH4燃烧反应中,氧空穴则促进了晶格氧物种从体相到表面的扩散.

关键词：钙钛矿铁酸镧取代还原性一氧化碳氧化甲烷燃烧

Gd和In联合取代对石榴石铁氧体高功率低损耗特性的影响

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磁性材料及器件 2023年

作者：刘培元倪鹤年张凯余忠邬传健孙科李启帆蒋晓娜兰中文电子科技大学材料与能源学院乳源东阳光磁性材料有限公司

采用传统陶瓷工艺制备Gd3+和In3+取代的钇铁石榴石铁氧体，研究Gd3+和In3+取代对材料显微结构、饱和磁化强度、铁磁共振线宽、自旋波线宽、电阻率等性能的影响。研究表明，Gd3+取代24c位的Y3+，对样品显微结构、居里温度和电阻率无明显... 详细信息

采用传统陶瓷工艺制备Gd3+和In3+取代的钇铁石榴石铁氧体，研究Gd3+和In3+取代对材料显微结构、饱和磁化强度、铁磁共振线宽、自旋波线宽、电阻率等性能的影响。研究表明，Gd3+取代24c位的Y3+，对样品显微结构、居里温度和电阻率无明显影响。随着Gd3+取代量的增加，自旋波线宽从9.7 Oe提高到21.7 Oe。为了降低石榴石铁氧体损耗，采用适量的In3+取代16a和24d位的Fe3+，铁磁共振线宽从198 Oe减小到95 Oe。此外，In3+取代对石榴石铁氧体的电阻率、介电常数和介电损耗影响不大，使其保持良好的介电性能。

关键词：石榴石铁氧体 Gd 取代 In 取代铁磁共振线宽自旋波线宽

取代3H-吲哚分子在Triton X-100反胶束中的光谱性质和存在状态研究

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光谱学与光谱分析 2005年第2期25卷 177-180页

作者：罗军建李健沈兴海高宏成北京大学化学与分子工程学院应用化学系北京100871

用光谱法研究了荧光分子2(对己基胺基)苯基3,3二甲基5乙酯基3H吲哚基甲基二十八烷基碘化铵(A)与TritonX100/正庚烷/正己醇/水反胶束间的相互作用。分别测定了A在TritonX100反胶束体系中所处环境的微极性、各向异性参数和pH效应,此外还... 详细信息

用光谱法研究了荧光分子2(对己基胺基)苯基3,3二甲基5乙酯基3H吲哚基甲基二十八烷基碘化铵(A)与TritonX100/正庚烷/正己醇/水反胶束间的相互作用。分别测定了A在TritonX100反胶束体系中所处环境的微极性、各向异性参数和pH效应,此外还通过红外吸收光谱考察了水在反胶束中的状态。由以上实验结果得到了有关TritonX100反胶束的结构信息,初步推测了A在该体系中的大致位置。

关键词： X-100 反胶束分子光谱性质吲哚碘化铵二甲基乙酯取代苯基

技术对人的终极取代——人工智能技术的批判性思考

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南京林业大学学报:人文社会科学版 2023年第4期23卷 1-14页

作者：林德宏南京大学哲学系

对技术的批判性思考是哲学的天职。批判性思考就是反思。反思人工智能技术的哲学立场是,珍惜和维护人的生命与尊严,以及社会的和谐与发展。要维护人生命的自然属性、至上性和唯一性、物质实体性和精神主体性、不可取代性。要尊重每个人... 详细信息

对技术的批判性思考是哲学的天职。批判性思考就是反思。反思人工智能技术的哲学立场是,珍惜和维护人的生命与尊严,以及社会的和谐与发展。要维护人生命的自然属性、至上性和唯一性、物质实体性和精神主体性、不可取代性。要尊重每个人的人格、自我发展的权利和自我完善的责任。在人工智能时代,维护社会的和谐与发展更重要也更难。技术的功能是取代,人工智能技术以取代人为目的,技术水平越先进,对人的取代就越全面、彻底。人类的生命周期有限,技术发展越快,对人的终极取代就越快,人类的终结就来得越早。ChatGPT的弊可能大于利,而且弊仍在加速增长。如果人的精神作品的创造完全被ChatGPT取代,人类将失去自己存在的全部根据,人的非人化也就成了“垃圾化”。人类不应自我毁灭。目前,人工智能技术已具有这种能力,必须节制它的发展。节技的关键是节欲。纵欲必纵技,纵技即纵火。技术竞争是节技的最大障碍。节技虽收效甚微,但总比纵技好。人类只有战胜自己,才能避免自我毁灭的命运。

关键词：人工智能技术 ChatGPT 取代节技

Gd取代及十二面体空位对石榴石铁氧体高功率低损耗特性的影响

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磁性材料及器件 2023年

作者：张凯倪鹤年刘培元余忠邬传健孙科李启帆蒋晓娜兰中文乳源东阳光磁性材料有限公司电子科技大学材料与能源学院

采用传统陶瓷工艺制备足量和缺量Gd3+取代的钇铁石榴石铁氧体，研究通过缺量Gd3+取代在十二面体位(24c)引入空位对材料显微结构、饱和磁化强度、铁磁共振线宽、自旋波线宽、居里温度、电阻率等性能的影响。研究表明，24c空位可促进了烧... 详细信息

采用传统陶瓷工艺制备足量和缺量Gd3+取代的钇铁石榴石铁氧体，研究通过缺量Gd3+取代在十二面体位(24c)引入空位对材料显微结构、饱和磁化强度、铁磁共振线宽、自旋波线宽、居里温度、电阻率等性能的影响。研究表明，24c空位可促进了烧结阶段的致密化过程和晶粒生长。通过适量引入24c空位，铁磁共振线宽从154 Oe减小到64 Oe，自旋波线宽从9.7 Oe提高到24.4 Oe。空位的存在还增强了16a位与24d位Fe3+之间的超交换作用，提高了材料的居里温度。另外，空位对铁氧体材料电阻率影响不大，使其具备优异的介电性能。

关键词：石榴石铁氧体十二面体空位 Gd 取代铁磁共振线宽自旋波线宽