磷烯制备及应用的研究进展

本文结合当前国内外磷烯的研究进展,分别介绍了机械剥离法、液相剥离法及化学合成法等磷烯制备方法,并针对其优缺点进行分析讨论;还结合了磷烯的结构和特性,概括了磷烯在场效应晶体管、光电子器件等领域内的应用,并展望了未来磷烯的主要研究方向。

第一性原理计算Al掺杂的正交相Ca_2Si的电子结构及光学性质

采用基于第一性原理方法对Ca_2Si和Al掺杂Ca_2Si的能带结构、态密度和光学性质进行计算.结果表明Al掺杂引起了晶格结构畸变,晶胞体积增大;Al掺杂Ca_2Si使得费米能级插入价带中,Ca_2Si导电类型变为P型半导体,禁带宽度由未掺杂时的0.26减小到0.144eV,价带主要由Si的3p,Al的3p以及Ca的4s和3d共同贡献,导带主要由Si的3p态贡献;光学性质的结果显示,由于Al掺入,ε1(0)值增大,ε2(ω)向低能端移动,吸收系数、复折射率增大,反射率减小.

镀锡铜箔表面小丘和晶须的生长行为

在电子产品的封装互连中,镀锡铜元件引脚随时间延长,有锡晶须形成,从而引发电子器件短路,甚至造成电子系统失效。本文针对镀锡铜箔表面的小丘和晶须的生长行为进行研究。首先,用化学镀在铜箔表面镀锡。将镀锡铜箔样品在100℃和200℃空气中时效8d,为了便于分析实验结果,将另一组镀锡铜箔样品在室温时效30d。用扫描电子显微镜观察样品表面形貌,用X射线衍射仪对试样进行晶体结构分析。结果表明:样品在100℃时效有小丘和晶须形成,而在200℃时效8d和在室温时效30d没有晶须形成。晶须生长是由镀层内部存在的压应力梯度引起的,并有一个孕育期。随时效温度的变化,原子扩散速度和镀层的应力松弛不同控制了小丘和晶须的形成。

不同浓度Ti掺杂Ca_2Si电子结构及光学性质的研究

采用第一性原理方法计算不同Ti含量Ca_2Si的几何结构、能带结构、电子态密度及光学性质。几何结构和电子结构的计算结果表明,Ti掺杂使Ca_2Si的晶格常数a增大,b、c减小,晶胞体积减小。Ca_(2-x)Ti_xSi的带隙变宽,其中掺杂浓度为4.2%时带隙最大为0.55 eV,费米面进入导带,导电类型为n型。Ti的掺入削弱了Ca的3d态电子贡献,费米能级附近电子态密度仍主要由Ca-3d态电子贡献。光学性质的计算结果表明,Ti掺入后介电函数虚部、吸收系数向低能端偏移,光学跃迁强度减弱,反射率在E=0 eV处增大。

掺杂对新型二维材料磷烯光电性质的影响

利用第一性原理赝势平面波方法计算了杂质(X=C,Al)掺杂新型二维材料磷烯的结构参数、能带结构、Mulliken布居分析、差分电荷密度以及光学性质。结果表明杂质掺杂后磷烯材料的结构发生了畸变,但是掺杂体系的结构是稳定的。C掺杂后,费米能级进入价带中,带隙变窄,变为0.826 e V的直接带隙;Al掺杂后,体系变为间接带隙半导体,带隙略有展宽,带隙为0.965 eV。Mulliken布居分析和差分电荷密度的分析都表明掺杂后体系的电荷分布发生了转移,C原子附近出现了电荷积累,而Al原子附近出现了电荷消耗。在(100)极化方向上的光学性质计算表明:在红光及红外线的范围内,C掺杂后磷烯材料储存电磁能的能力有所减弱,而Al掺杂后储存电磁能的能力有所增强;C掺杂后折射率n0减小,Al掺杂后折射率n0增大;吸收系数和反射率峰值均降低;掺杂前后磷烯材料都可作为光储存材料。以上结果说明采用不同杂质掺杂可以调制磷烯材料的光电性质。

《AutoCAD制图》课程教学改革探讨——以安顺学院为例

目前理工科专业普遍开设Auto CAD制图,针对授课学生的理论基础差、实践能力不强及Auto CAD制图课程实践性强的特点,通过改革教学过程中的教学方法和教学内容,将"教"与"练"更好地结合,增强实践教学环节,从而提高教学效果。

ABINIT模拟计算程序的应用

ABINIT程序包是基于量子力学原理和密度泛函理论,对于分子和具有周期性结构的固体,主程序采用赝势和平面波基矢的方法来计算体系的总能量、电子结构以及电荷密度等。该文主要介绍了ABINIT程序的基本内容、安装与运行及其主要的计算功能,并将其与主流的第一性原理计算软件做了简要的比较。ABINIT程序主要的优点为免费开源、运行效率较好及计算功能较齐全,主要的缺点为赝势不够精确和完备。

第一性原理计算C掺杂金红石型TiO_2的磁性和光学性质

本文运用第一性原理GGA+U方法计算了C元素单/双掺杂金红石型TiO_2的电子结构、磁性和光学性质.结果表明,C掺杂体系的晶格发生畸变和体积相应增大.单掺杂体系的磁矩为1.3μB,磁矩主要归因于杂质态引起的自旋电荷密度不平衡,杂质态主要由C-2p、O-2p和Ti-3d的态电子构成,且它们之间存在明显的杂化现象.双掺杂体系中C原子之间的反铁磁性耦合比铁磁性耦合更加稳定,但其磁矩为零.另外,随着掺杂浓度的增大,掺杂体系的带隙由2.58 eV增大到3.4 eV,且在可见光区域的光吸收效率明显增大.这表明带隙的减小可能不是光谱吸收增强的主要因素,而带隙中的杂质态极大地影响了光谱吸收效率.

Doppler程序对C、N掺杂金红石型TiO_2的理论研究

本文在密度泛函理论和广义梯度近似(GGA)的基础上,应用Doppler程序计算了C掺杂、N掺杂、C-N共掺杂TiO_2体系的正电子湮没寿命,并且从理论上给出TiO_2体系不同缺陷处的符合多普勒展宽能谱.

石墨烯改性研究进展

结合当前国内外石墨烯改性的研究进展,分别从表面改性和电子性能改性两个方面介绍了石墨烯的改性方法。其中,石墨烯表面改性包括共价键功能化和非共价键功能化;石墨烯电子性能改性包括掺杂和离子轰击。讨论了各种改性方法的优缺点,并在原有改性方法的基础上,展望了未来石墨烯改性的发展方向。

铌对管线钢连续冷却过程相变温度和显微组织的影响

通过热模拟试验,研究了相同的工艺条件下不同Nb含量管线钢的组织及性能,分析了合金元素Nb对相变温度、显微组织、显微硬度的影响。结果表明,在同样工艺条件下,随着Nb含量的增加,过冷奥氏体连续冷却相变温度降低,尤其在冷速较低时(1℃/s),相变开始温度降低约70℃,结束温度降低100℃以上,显微组织中出现明显的粒状贝氏体及针状铁素体;Nb促进低温贝氏体组织的形成,并且细化晶粒,使材料的显微硬度升高。

稀土(La,Y)掺杂Ca_2Si的电子结构及光学性质

基于第一性原理计算了稀土元素La、Y分别掺杂和共掺杂Ca_2Si的几何结构、能带结构、电子态密度及光学性质。计算结果表明,La单掺杂和La/Y共掺杂使得Ca_2Si晶胞体积增大,带隙变窄,而Y掺杂后晶胞体积减小,带隙变宽。La、Y单掺杂和共掺杂后费米能级进入导带,Ca_2Si变为n型半导体,Ca_2Si的介电函数、消光系数和吸收边均向低能方向移动,折射率和反射率均增大。

新型二维半导体材料磷烯掺杂改性研究

采用第一性原理赝势平面波方法,对硼(B)、氮(N)、砷(As)掺杂新型二维半导体材料磷烯的几何结构、电子结构和光学性质进行了计算与分析。计算结果表明:掺杂后,磷烯的结构参数a1、a2、θ1、θ2发生了明显的变化。B掺杂后,磷烯的带隙变窄,且由直接带隙转变为间接带隙半导体;N和As掺杂后,仍是直接带隙半导体,但带隙数值发生改变。B和N掺杂后,出现了新的态密度峰,这是由B原子的2p态电子和1N的2s态电子贡献的。光学性质的计算表明:B和N掺杂后,磷烯的静态介电常数ε1(0)明显减小,表现出介电能力减弱、导电能力增强;介电函数的虚部ε2的峰值减弱,是由于P的3p态电子和B的2p态电子、N的2p态电子发生了轨道杂化,削弱了不同能级间的电子跃迁;吸收系数峰值减弱,说明材料的透射性能增强;损失函数峰值向低能方向大幅移动且峰值大大降低,使得磷烯在紫外光范围的能量损失降低。As掺杂后,对光学性质的影响不像B和N掺杂那样变化显著。希望以上的研究结果能为新型二维半导体材料磷烯的开发与应用提供理论指导。

P掺杂对二维SiC光电特性调制的机理

基于第一性原理,对不同P原子掺杂浓度的二维SiC的几何结构、电子结构和光学性质进行了研究。结果表明:随着P掺杂浓度的增加,P掺杂二维SiC的晶格常数变小,带隙减小;价带主要由C-2p,Si-3p和P-3p态电子杂化构成,导带主要由Si-3p态电子构成。P削弱了C—Si键的共价性,增加了离子性。P掺杂扩大了二维SiC的光吸收范围,吸收系数和折射率随掺杂浓度的增加而增大,表明P掺杂能有效提高二维SiC对可见光和红外光的吸收。

掺杂对二维SiC材料光电性质的影响

利用第一性原理赝势平面波方法计算了Si-C邻近元素(B、N、Al、P)掺杂二维SiC的几何结构、电子结构和光学性质。结果表明:掺杂后的二维SiC晶格常数(a、b)、键长及角度均发生了明显变化;同时,在禁带中引入了杂质能级,导带和价带均向低能方向发生了明显的移动,带隙发生变化,费米能级附近引入了杂质的2p及3p态电子。光学性质的计算表明:在低能端B、N、Al掺杂使二维SiC吸收电磁波的能力明显增强;静态介电常数增大而能量损失峰降低。以上结果说明可以根据需要利用B、N、Al、P掺杂来调制二维SiC材料的光电性质。