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钼硫碘纳米线结构特性和化学改性的理论研究(英文)

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催化学报 2010年第7期31卷 739-746页

作者：温书豪侯柱锋刘建勇何国钟中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室辽宁大连116023 复旦大学物理系上海200433

采用第一性原理密度泛函理论研究了纳米线结构的钼硫碘材料. 结构的理论模拟结果显示, 钼硫碘纳米线机械性能很高, 且其形变过程中显示出一种特殊的磁滞现象. 形成能、投影态密度以及电荷密度的计算结果显示, 使用电负性接近硫的碳元素... 详细信息

采用第一性原理密度泛函理论研究了纳米线结构的钼硫碘材料. 结构的理论模拟结果显示, 钼硫碘纳米线机械性能很高, 且其形变过程中显示出一种特殊的磁滞现象. 形成能、投影态密度以及电荷密度的计算结果显示, 使用电负性接近硫的碳元素可对钼硫碘纳米线化学改性同时不失去其良好的结构性能和电子性能. 该结果为化学改性钼硫碘纳米线材料应用于催化提供了依据. 这些钼硫碘纳米线材料将在纳米电子学、纳米机械学、催化、纳米限域等研究中有潜在应用.

关键词：钼硫碘纳米线密度泛函理论结构特性化学改性投影态密度电荷密度

一氧化碳分子在功能化二氧化钛纳米管上吸附行为的密度泛函理论研究

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一氧化碳分子在功能化二氧化钛纳米管上吸附行为的密度泛函理论研...

作者：刘云婷中国海洋大学

学位级别：硕士

二氧化钛（TiO2）纳米材料在结构、光电及化学性质等方面具有诸多优异性能，因而被广泛应用于光催化，空气净化，锂电池电极材料以及气敏传感器制作等领域。天然存在的TiO2三种晶型中，以锐钛矿型TiO2中的电子-空穴的重组结合被抑制的... 详细信息

二氧化钛（TiO2）纳米材料在结构、光电及化学性质等方面具有诸多优异性能，因而被广泛应用于光催化，空气净化，锂电池电极材料以及气敏传感器制作等领域。天然存在的TiO2三种晶型中，以锐钛矿型TiO2中的电子-空穴的重组结合被抑制的程度较高，所以具有更高的光催化活性，是制作太阳能电池和气敏传感器的理想材料。近年来，管状结构的TiO2由于具有更大的比表面积，以及高度有序和尺寸可控等特性而受到越来越多的关注。本文中选取由锐钛矿型TiO2的(101)单层切面，沿其[101]和[010]两个方向卷曲构建而成的(0,3)和(6,0)两种锐钛矿相的TiO2单壁纳米管为研究对象，选用单个Co原子或Cu原子通过吸附和掺杂两种方式对TiO2纳米管进行改性，并研究了CO分子在改性后的TiO2管上的吸附。从TiO2纳米管的能带结构、原子轨道的投影态密度图像以及Mulliken原子电荷和重叠布局数等方面进行分析，主要内容如下：1.我们研究了Co和Cu的单个原子在(0,3)与(6,0)两种TiO2纳米管上的吸附，相比而言，Co的吸附能更高些。吸附后的Co和Cu原子都失去电子，显电正性。Co-3d或Cu-3d轨道与2cO-2p轨道在价带的相互重叠，表明金属原子和2cO间存在着强相互作用。另外，Co原子和Cu原子的吸附都在TiO2纳米管的带隙中高于价带顶的位置产生了受主能级，使得禁带宽度减小，且以Co原子负载时造成的影响更为明显。金属原子的负载也使得(0,3)TiO2纳米管和(6,0)TiO2纳米管费米能级上升，向导带底靠近。2. Co和Cu原子在替位Ti原子掺杂(0,3)TiO2纳米管和(6,0)TiO2纳米管中后，均失去电子，呈电正性。从电子结构上分析，Co原子和Cu原子的掺杂都在TiO2纳米管的带隙中高于价带顶的位置引入杂质能级，使得纳米管禁带宽度减小。比较而言，Co原子的掺杂引入的杂质能级更多，纳米管的带隙减小地更为明显。此外，两种金属原子的掺杂均造成纳米管费米能级下降，接近甚至进入价带。3. CO能够以其C端和O端两种方向吸附在负载Co原子和Cu原子的负载TiO2纳米管壁外侧，且以C端与金属原子成键吸附时吸附能更高。而在金属原子掺杂的TiO2纳米管上，CO分子只能以C端与Co或Cu原子成键这一种方式吸附在掺杂后的TiO2纳米管壁上。分析发现金属原子的负载和掺杂都能显著增强TiO2纳米管表面与CO分子间的电子转移，使纳米管更容易与CO分子发生相互作用,进而增强了纳米管对CO的感应和吸附能力。同时CO分子在掺杂后TiO2纳米管上吸附对TiO2纳米管能带结构造成的影响更为明显—禁带宽度增大。具体分析CO分子和金属原子的成键机理可以发现，与自由CO的分子轨道相比，吸附后CO的分子轨道整体下移，而且Co(Cu)的3d轨道与C或O的2p轨道间存在明显的轨道耦合现象。且由于CO的5σ轨道主要是由C原子贡献的，所以金属原子与C原子间的相互作用更强，致使CO-5σ轨道分裂，这也导致CO更容易以C-Co或C-Cu键的吸附方式在TiO2纳米管上吸附。

关键词：二氧化钛纳米管一氧化碳吸附掺杂密度泛函理论投影态密度密立根布局数

CO分子结点电子结构和输运性质的第一原理研究

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化学学报 2008年第6期66卷 652-656页

作者：牛秀明齐元华山东医学高等专科学校药学系济南250002 山东大学物理与微电子学院济南250100

采用基于密度泛函理论(DFT)的非平衡态格林函数方法(NEGF),计算了CO分子结点低偏压下的电流和电导.通过系统透射谱、投影态密度(PDOS)以及分子自洽投影哈密顿量(MPSH)本征态的分析将透射通道与局域分子轨道联系起来,从系统电子结构解释... 详细信息

采用基于密度泛函理论(DFT)的非平衡态格林函数方法(NEGF),计算了CO分子结点低偏压下的电流和电导.通过系统透射谱、投影态密度(PDOS)以及分子自洽投影哈密顿量(MPSH)本征态的分析将透射通道与局域分子轨道联系起来,从系统电子结构解释了其传输性质.讨论了电荷转移对系统电导的影响.

关键词：分子结点电子输运透射谱投影态密度

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高岭石电子结构的密度泛函理论研究

广西科技大学学报 2016年第1期27卷 49-53,70页

作者：翟小帅李竞鹏邢景植方志杰莫济成广西科技大学土木建筑工程学院广西柳州545006

在软岩隧道工程中经常遇到的巷道大变形问题,主要是由于高岭石、蒙脱石等粘土矿物吸水膨胀所引起.为了解决这些工程安全问题,从微观的角度对高岭石的物理、化学性质进行密度泛函理论研究.研究发现:高岭石具有较大的间接带隙,带隙宽度值... 详细信息

在软岩隧道工程中经常遇到的巷道大变形问题,主要是由于高岭石、蒙脱石等粘土矿物吸水膨胀所引起.为了解决这些工程安全问题,从微观的角度对高岭石的物理、化学性质进行密度泛函理论研究.研究发现:高岭石具有较大的间接带隙,带隙宽度值为4.89 e V;高岭石的导带底(CBM)和价带顶(VBM)分别位于Γ点和B点;高岭石的金属阳离子和氧阴离子之间形成的化学键主要是离子键,并含有少量的共价键成分;高岭石的VBM和CBM分别由氧2P态和金属阳离子态组成.

关键词：高岭石vasp 化学键投影态密度密度泛函理论

Co掺杂TiO_2纳米管吸附CO的密度泛函研究

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周口师范学院学报 2014年第5期31卷 48-52页

作者：刘云婷董顺乐中国海洋大学物理系青岛266100

采用密度泛函理论(DFT)研究了Co原子在(0,3)和(6,0)这两种TiO2纳米管上掺杂的稳定结构及CO在掺杂Co原子的TiO2纳米管上的吸附情况.从吸附结构、电子特性以及投影态密度(PDOS)等方面分析发现,由于Co原子掺杂而在导带底和价带顶产生的杂... 详细信息

采用密度泛函理论(DFT)研究了Co原子在(0,3)和(6,0)这两种TiO2纳米管上掺杂的稳定结构及CO在掺杂Co原子的TiO2纳米管上的吸附情况.从吸附结构、电子特性以及投影态密度(PDOS)等方面分析发现,由于Co原子掺杂而在导带底和价带顶产生的杂质态使纳米管的带隙明显减小.CO分子通过它的C端与Co原子结合,进而吸附在掺杂后的TiO2纳米管上.此外,通过分析Mulliken原子电荷发现,Co的掺杂能够促进CO分子和纳米管之间的电子转移,从而增强了纳米管对CO的响应和吸附能力.

关键词： TiO2 纳米管 CO吸附密度泛函理论投影态密度

应变对双层MoSe_(2)电子结构作用的第一性原理研究

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湘潭大学学报（自然科学版） 2022年第6期44卷 53-58页

作者：任一鸣薛丽胡正龙胡永红湖北科技学院电子与信息工程学院湖北咸宁437000

本文以不同堆垛方式,构建了5种双层MoSe_(2)结构,分别记为AA、AA1、A1B、AB、AB1。基于第一性原理计算,对5种结构进行结构优化,优化结果显示AA1堆垛方式最为稳定.为探究应变对AA1结构的电子特性的调控作用,对AA1结构施加了-10%~10%的平... 详细信息

本文以不同堆垛方式,构建了5种双层MoSe_(2)结构,分别记为AA、AA1、A1B、AB、AB1。基于第一性原理计算,对5种结构进行结构优化,优化结果显示AA1堆垛方式最为稳定.为探究应变对AA1结构的电子特性的调控作用,对AA1结构施加了-10%~10%的平面双轴应变.能带结构的计算结果表明压缩应变和拉伸应变分别可以改变价带顶和导带底的位置,但是不能让双层MoSe_(2)从间接能隙半导体变成直接能隙半导体.在应变作用下(2.5%压缩应变外),AA1结构的能隙值不断减小.在10%的拉伸应变作用下,能隙值甚至减小到0,让双层MoSe_(2)变为了金属.投影态密度结果表明价带顶和导带底处主要是Mo d和Se p轨道的杂化作用.而双层Mo与Mo原子间距d_(Mo-Mo),Mo与Se原子间的键长d_(Mo-Se),Se-Mo-Se间的夹角α对投影态密度分布都有调控作用.

关键词：应变双层MoSe_(2) 能带投影态密度第一性原理

三维BN分子及P/Al替代其sp^3键合原子的电子输运特性

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鲁东大学学报（自然科学版） 2017年第1期33卷 26-30,45,95,96页

作者：王世亮杨传路王美山马晓光鲁东大学物理与光电工程学院山东烟台264039

利用P和Al替代三维BN分子的sp3键合原子,再通过S原子与金电极相连组成三明治结构的分子器件,并对三维BN分子及替换形成的分子器件的电子输运特性进行了模拟计算.计算结果显示:三维B6N5正和负偏压下均显示出分子开关效应.当其中心N原子(... 详细信息

利用P和Al替代三维BN分子的sp3键合原子,再通过S原子与金电极相连组成三明治结构的分子器件,并对三维BN分子及替换形成的分子器件的电子输运特性进行了模拟计算.计算结果显示:三维B6N5正和负偏压下均显示出分子开关效应.当其中心N原子(sp3键合原子)被P替代后,隧穿电流变化明显,且整个偏压区内不再具有对称性;三维B5N6的电流-电压曲线上显示出明显的负微分电阻现象,而当其中心B原子被Al替代后,电流-电压基本特性没有发生变化,只是电流有了显著的减小.

关键词：三维BN 分子开关负微分电阻透射谱投影态密度

金电极下二元化合物氮化镓链结构演化和电导的从头计算

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原子与分子物理学报 2020年第3期37卷 460-466页

作者：贾啸穆轶常景张田周晓林四川师范大学物理与电子工程学院成都610101

基于从头密度泛函理论结合非平衡格林函数方法,首次研究了二元化合物GaN链介于两个金电极之间的电子输运性质.模拟了Au-(GaN)2-Au节点断裂过程,计算了相应的结合能,获得了平衡态电导以及平衡态下节点的投影态密度.此外,计算了平衡态下... 详细信息

基于从头密度泛函理论结合非平衡格林函数方法,首次研究了二元化合物GaN链介于两个金电极之间的电子输运性质.模拟了Au-(GaN)2-Au节点断裂过程,计算了相应的结合能,获得了平衡态电导以及平衡态下节点的投影态密度.此外,计算了平衡态下节点在微小偏压下的电流和电导.结果发现,随着偏压增强,GaN分子链的电导也随之下降.最后给出的伏安特性曲线呈现一个非线性关系,表明节点具有类似半导体的特征.

关键词：密度泛函理论非平衡格林函数电子输运性质投影态密度伏安特性曲线