分享到:

B-C-N新材料的实验合成与相关材料的第一性原理研究

本论文综述了B-C-N三元系中B;C;N单质元素及其化合物的结构;性质和制备方法;提出了目前B-C-N体系研究中存在的科学问题;采用三聚氰胺(C3H6N6)和硼酸(H3BO3)为原料,用化合热解法制备了一种乱层石墨结构的B2CN化合物,并发现当合成气氛中有氧存在时,会使产物中的碳含量降低,得到一种晶态的(B0.82C0.18) N化合物。采用乱层石墨结构B2CN为前驱物,在高温高压下获得了六方B2CN晶体;采用Ca3B2N4触媒;在压力为3~6 GPa;温度为800~1600 ℃范围内测定了立方B(CxN1-x)的P-T相图;合成出了立方B(CxN1-x) (x=0.1~0.4)化合物。与立方氮化硼的合成相比,立方B(CxN1-x)的形成温度下降了近200℃。采用潮解的Ca3B2N4触媒获得一种正交结构B2CN化合物。正交B2CN是一种白色的具有蓝紫色发光特性的光致发光材料;将乱层石墨结构的B2CN化合物在石墨坩埚中加热到~ 2  (本文共136页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉大学
武汉大学

过渡金属及其碳、氮化物力学性质的第一性原理研究

过渡金属碳化物和氮化物具有高硬度、高熔点、耐磨损和耐腐蚀的优良特性,被广泛应用于切削刀具和用作硬质涂层。本文对过渡金属、过渡金属碳化物和氮化物的微观电子结构和力学性质做了第一性原理研究。对固体的微观电子结构进行研究,我们可以认识固体各种物理性质的本质。固体是由大量的原子组成,每个原子又有原子核和电子,原则上说,如果能够写出这个多体问题的Schr(?)dinger方程,并且求出该方程的解,就可以了解固体的许多物理性质。但是在一立方米的固体中有大约10~(29)数量级的原子核和电子,直接求解这个多粒子系统的Schr(?)dinger方程是不现实的,必须采用一些近似和简化。通过绝热近似将原子核的运动与电子的运动分开;通过Hartree-Fock自洽场方法将多电子问题简化为单电子问题。但是Hartree-Fock方法没有考虑电子的关联相互作用,对多电子问题到单电子问题的简化处理的更严格、更精确的描述是密度泛函理论。在密度泛函理论(DFT...  (本文共112页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

新型功能材料的电子结构和磁特性的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论的全势线性化缀加平面波方法(FP-LAPW)和全势缀加平面波+局域轨道方法(FP-APW+lo),研究了部分填充四面体位半导体LiMgN、LiZnN、LiMgP,和具有窄带隙的第一个银钯氧化物Ag2PdO2的电子结构,及有机化合物trans-tetrachloro-bis-(pyridine)-rhenium 的电子结构和磁特性。部分填充四面体位半导体LiMgN 和LiZnN 可以看成是闪锌(MgN)-和(ZnN)-晶格被He 类Li~+离子部分地间隙填充。与它们的对应闪锌结构化合物AlN 和GaN 相比,讨论了LiMgN 和LiZnN 的导带扭曲。发现对于(MgN)-和(ZnN)-晶格,把Li+离子插入阳离子或阴离子附近的间隙位均将使布里渊区中的X 点导带极小的能量相对于Γ点而提高(对于AlN、GaN、LiMgN 和LiZnN,价带顶均在Γ点),因此这提供了一个将闪锌间接带隙半导体转变为直接带隙材料的方...  (本文共91页) 本文目录 | 阅读全文>>

燕山大学
燕山大学

压力下硅、锗及其合金结构与电子性质的计算机模拟

借助计算机,通过理论计算、数值模拟对材料的结构和性质进行预测与设计,以最大限度地减少因盲目或错误实验造成的浪费,是当今材料研究领域的一个方兴未艾的领域。Si和Ge及其合金,以其优异的物理化学性质,在电子学、热学、光学等方面都有着广泛的应用,因此国内外众多研究者多年来一直致力于这些材料的研究。但是,由于Si、Ge及其合金制备工艺以及研究手段的限制,在制备技术、微观结构、物理性质等方面仍有许多问题没有得到解决。本文应用第一性原理和分子动力学结合的方法,研究了Si、Ge、SiGe、GeSn及SiC等合金的高压相变以及电子和光学性质的变化,选题对于亚稳材料的研究具有重要的指导意义。首先,系统地总结分析了当前Si和Ge及其合金的研究和应用发展现状;阐述了材料模拟的理论基础-密度泛函理论、分子动力学方法和电子能带理论。选择目前应用比较广泛的Si、Ge及其合金化合物系列,利用第一性原理模拟软件进行研究。其次,系统全面地研究了纯Si和纯Ge高压...  (本文共118页) 本文目录 | 阅读全文>>

复旦大学
复旦大学

表面动力学和金属量子阱系统的第一性原理研究

如何在原子层次上控制薄膜的生长和量子点的形成,无疑是当今凝聚态物理学的热点课题之一。而原子的表面扩散是许多表面相关的动力学过程的基础。为此,在本文的前半部分,我们通过第一性原理总能计算系统的研究了半导体(硅、锗)表面同质和异质外延生长过程中原子的表面扩散性质。在此基础上提出了一些理论模型,很好的解释了模拟所得到的结果,为相关的实际应用提供了一定的理论基础。随着表面生长技术和实验观测手段的提高,在各种衬底上生长的金属超薄膜可以构建一个接近于量子力学教科书中描述的一维方势阱体系。这种两维体系(薄膜的厚度和电子的费米波长相比拟)的电子结构、结构稳定性、磁性和超导等物理特性都表现出与体材料完全不同的特征。在本文的后半部分,我们用第一性原理电子结构计算方法对金属超薄膜中量子阱态的演变及其形成机制进行了研究,并在此基础上预言了可以通过量子尺寸效应对化学催化进行调控。在本文的第一、二章中分别简要的回顾了这两个研究领域的背景;第三章介绍了本文所...  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>

复旦大学
复旦大学

ZnO系列和过渡金属掺杂GaN体系几何结构与电子性质的第一性原理研究

本文利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法(赝势平面波方法)研究了三个方面的内容,具体如下:一、低压下ZnO的结构转变。主要是结合已有的实验和理论的结果,利用状态方程和弹性模量的计算来探讨ZnO在低压下从B4结构转变为B1结构的结构转变的路径,其中利用状态方程研究相变的部分还包括有低压下ZnS的结构转变的研究。研究表明在P=12.4GPa和P=17.85GPa时,B4结构的ZnO和B3结构的ZnS会发生相变,转变成B1结构,计算结果与已有的实验和理论计算结果相符合。分析表明,相变的发生与外压增强导致晶体内电子之间的相互作用不断增强有关。在B4结构的ZnO转变成B1结构的ZnO的初始转变阶段,B4结构的ZnO中α减小,伴随有c/a的增大和u的减小。二、ZnO以及相关材料的电子和光学性能的研究。材料主要包括有Zn_(4-y)X_yM(y=0或1;M=N,Sb,Cl或I)和尖晶石结构的ZnAl_2O_4和MgAl_2O_4及其对应的...  (本文共118页) 本文目录 | 阅读全文>>