二维GaN中带电缺陷性质的第一性原理研究

带电缺陷形成能与电荷转移能级对探索材料中n-type或p-type掺杂具有重要指导意义.基于第一性原理方法,本文结合二维带电缺陷校正理论,将半局域泛函电荷转移能级有效转换到杂化泛函精度,对六方二维氮化镓(Hexagonal gallium nitride,h-_(Ga)N)12种n-type和p-type带电掺杂体系结构性质、磁学性质及缺陷性质进行系统研究.n-type体系包括C_(Ga),Si_(Ga),Ge_(Ga),O_(N),S_(N),Se_(N),p-type体系包括Be_(Ga),Mg_(Ga),Ca_(Ga),C_(N),Si_(N),Ge_(N),结果表明Ge_(Ga)和Be_(Ga)分别是n-type和p-type中最稳定缺陷.n-type体系最稳定价态为0和1+价,施主离子化能分布在低于导带底~0.4到~0.6 eV能量区间,表现为深施主能级特性,会捕获p型h-GaN中空穴,影响空穴导电率;p-type体系最稳定价态为1-,0(Ge_(N)除外),1+价,受主离子化能分布在高于价带顶~1.25到2.85 eV能量区间,表现为深受主能级特性,会捕获n(p)型h-GaN中电子(空穴),影响n(p)载流子导电率.研究结果表明,二维h-GaN体系很难通过单缺陷实现n或p-type掺杂,实验上需要考虑复合缺陷实现双极型掺杂.

二维TiS_(2)/TiO_(2)杂化纳米片储钠性质的第一性原理研究

二维TiS_(2)是一种具有较大应用前景的钠离子电池负极材料.然而,二维TiS_(2)负极材料钠离子扩散动力学性能不佳大大限制了其在钠离子电池领域的大规模应用.本文利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,探究了二维TiO_(2)/TiS_(2)杂化单层上钠原子吸附和扩散的热力学和动力学性质.研究结果表明,二维TiO_(2)/TiS_(2)杂化单层结构具有较高的动力学和热力学稳定性.此外,钠原子倾向于吸附在二维TiO_(2)/TiS_(2)杂化单层硫-硫-氧穴位(S-S-O)的顶部,沿穴位-钛顶位-穴位方向(H_(CC)^(1)-T_(T)-H_(CC)^(1′))具有较低的扩散能垒(0.19 eV).与纯相二维TiS_(2)单层相比,钠原子更容易在二维TiO_(2)/TiS_(2)杂化单层上迁移.本文通过对钠原子在二维TiO_(2)/TiS_(2)杂化单层上的结构稳定性、优选吸附位点和扩散路径的全面研究,揭示了二维TiO_(2)/TiS_(2)杂化单层的结构性质和钠输运特性,为设计高性能的钛基钠离子电池负极材料提供了理论支撑.

基于第一性原理计算单层IrSCl和IrSI的载流子迁移率

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,系统研究了单层IrSCl和IrSI材料的载流子输运特性.声子谱计算无虚频,表明材料结构稳定,且分子动力学模拟验证了其在300 K下的热稳定性.结果显示,这两种材料均为间接带隙半导体,且在不同泛函下的带隙计算结果分别为:单层IrSCl在PBE和HSE06泛函下的带隙.为0.37 eV和1.58 eV,单层IrSI的带隙为0.23 eV和1.36 eV.在双轴拉伸应变下,IrSCl和IrSI的带隙逐渐减小.在应变6%时,带隙分别降至0.05 eV和0.01 eV(PBE).基于形变势理论预测,室温下单层IrSCl和IrSI的最大载流子迁移率分别407.77 cm^(2)/(V·s)和202.64 cm^(2)/(V·s).同时,基于玻尔兹曼输运方程的计算结果显示,室温下单层IrSCl和IrSI的载流子迁移率最大值分别299.15 cm^(2)/(V·s)和286.41 cm^(2)/(V·s).这些结果表明,IrSCl和IrSI单层材料在纳米电子器件领域具有潜在的应用价值.

遵循两性一度标准深化内经选读线上线下混合式一流课程建设

遵循“两性一度”标准,对内经选读线上线下混合式一流课程建设进行研究与实践,课程建设紧扣高阶性、创新性和挑战度的“两性一度”标准,重点以学生为中心,从实现内容与时俱进、创新教学方式方法、拓展考核评价方式等方面进行研究。研究遵循“两性一度”标准深化内经选读线上线下混合式一流课程建设,打造中医经典课程线上线下混合式一流课程建设的典型案例,为中医经典课程线上线下混合式一流课程建设提供了新思路与新方法。

基于钙钛矿的二维铁磁体Sr_(2)RuO_(4)单层

目前对二维铁磁体的研究主要集中在范德瓦尔斯材料领域,而无应力束缚的自支撑二维钙钛矿薄膜的成功制备为设计范德瓦耳斯材料之外的二维铁磁体提供了良好的契机.钙钛矿氧化物SrRuO_(3)作为典型的钙钛矿巡游铁磁体,在诸多领域具有广阔应用前景.本文结合第一性原理计算、对称性分析和蒙特卡罗模拟方法研究了其钙钛矿单层(化学式Sr_(2)RuO_(4))的晶格动力学、基态结构、电子与磁性质以及电场调控效应,并揭示了哈伯德参量U的影响.证实单层基态结构为八面体旋转畸变产生的结构相(空间群P4/mbm),具有铁磁半金属性质和面外易磁化轴.铁磁性主要源于最近邻自旋之间的强铁磁交换作用.利用自洽测定U值模拟出的居里温度为177 K,与其块体相的值比较接近.外加电场可以显著调制其电子和磁性质,甚至诱导铁磁半金属相到铁磁金属相的转变.本文为开发基于钙钛矿的二维铁磁体及利用电场调控二维磁性提供了借鉴.

二维BeB_(2)作为镁离子电池阳极材料的理论研究

为了加快镁离子电池的开发与应用,寻找合适的镁离子电池阳极材料势在必行.此外,具有较低摩尔质量的阳极材料有利于获得较高的理论存储容量.因此,本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算系统地研究了BeB_(2)单层材料作为镁离子电池阳极的潜力.计算结果表明,基于声子谱检测,BeB_(2)结构展现了优异的动力学稳定性.此外,从BeB_(2)的能带结构可以看到清晰的狄拉克锥,表明其具有良好的导电性能.BeB_(2)可以稳定吸附镁离子,并且镁离子在该材料上表现了较低的扩散势垒(0.04 eV),这意味着更快的充放电速率.重要的是,BeB_(2)展现了超高的理论容量(5250 mA·h·g^(–1))、较低平均开路电压(0.33 V)以及较小的体积膨胀(2%).此外,Mg离子在双层BeB_(2)结构中的吸附能为–1.38—–2.24 eV,扩散势垒为0.134—0.84 eV.综合以上性能,我们相信BeB_(2)可以作为一种优秀的镁离子电池阳极材料.

90Sr在微风化二长花岗岩中迁移实验及模拟研究

采用加压的方式,利用动态柱实验方法,通过3H、90Sr在微风化二长花岗岩中的穿透曲线,研究了90Sr在微风化二长花岗岩中的迁移规律,获得90Sr在微风化二长花岗岩中的迁移参数。实验中控制流速为1 mL/h,3H总活度为10^(4)Bq,迁移实验进行了120 h,3H浓度峰值出现在8.0 h,活度浓度峰值为213.4 kBq/L,穿透曲线无明显拖尾现象;90Sr总活度为5×10^(4)Bq,迁移实验进行了132 d,90Sr浓度峰值出现在27.4 d,活度浓度峰值为46.26 kBq/L,浓度下降阶段呈现明显的拖尾现象。利用数值模拟方法,基于3H的穿透曲线计算得到微风化二长花岗岩的垂向弥散度为3.03 cm;对比了平衡模型、双点吸附模型、两区模型、双点吸附两区模型四种模型下90Sr在微风化二长花岗岩中的迁移拟合结果,发现四种模型拟合结果相差较大,其中双点吸附两区模型通过引入非流动区含水量、溶质交换一级速率系数、非平衡吸附一级速率系数等参数能够更好地描述核素在微风化二长花岗岩介质迁移过程中的拖尾现象。结果表明:90Sr在微风化二长花岗岩中的吸附分配系数为1.23 mL/g,溶质交换一级速率系数为0.227/d,非平衡吸附一级速率系数为0.118/d。

第一性原理研究B元素修饰对二维AlN光电特性的影响

本文采用了基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,全面地剖析了B元素对AlN材料电子特性和光学行为的调控作用。研究揭示,经过B元素改性的AlN能带结构发生分裂,进而赋予了二维AlN体系1μB的磁性。此外,从光学特性得知,B修饰的二维AlN在光吸收特征上显现出红移现象,这一变化扩展了其在光催化反应中的光谱吸收范围,为二维AlN材料在可见光光电技术应用领域开拓了新颖的应用途径。

夹杂物诱发晶内针状铁素体及形核聚合的基础研究进展

采用氧化物冶金技术提高钢板的焊接热影响区韧性是当前钢铁冶金领域研究的热点。本文从夹杂物诱导晶内针状铁素体(Intragranular Acicular Ferrite,IAF)形核和复合夹杂物有效形核二方面,综述了容易诱发IAF的夹杂物、夹杂物间的晶体学关系、钢液凝固过程中IAF的形核机理以及复合夹杂物形核聚合的研究。这能为进一步明确氧化物冶金中有益夹杂物的形核和生长演变过程提供思路。

二维过渡金属硫族化物MX_(2)-MX-MX_(2)(M=V,Cr,Mn,Fe;X=S,Se,Te)的计算研究

采用基于密度泛函理论(density functional theory,DFT)的第一性原理计算,研究了二维过渡金属硫族化合物MX_(2)-MX-MX_(2)(M=V,Cr,Mn,Fe;X=S,Se,Te)材料的晶体结构、稳定性、电子结构和磁性质,并对这些材料的磁耦合机制进行了分析.计算结果表明,这些化合物的形成能均为负值,说明这些化合物有可能被实验合成.其中,MnS_(2)-MnS-MnS_(2)和MnSe_(2)-MnSe-MnSe_(2)呈现出铁磁半金属性质,而CrS_(2)-CrS-CrS_(2)在外加应力下能够转变成铁磁半金属.

面向列车可变编组的地铁乘务排班计划优化研究

列车可变编组运营组织模式对地铁乘务排班计划的编制产生影响,为探讨可变编组和固定编组条件下乘务排班的区别,在降低运营成本的同时尽量提高乘务员值乘效率,以传统乘务排班模型为基础,以班次数及乘务区段接续时间最小为目标建立可变编组乘务排班调整模型,设计基于广度优先搜索的两阶段法求解,并以某条地铁线路为例进行分析。结果表明:对比固定编组,可变编组乘务排班计划仅增加4个白班,乘务员平均工作强度减小,乘务区段接续时长减少25min,区段连接更加紧密,乘务员等待时间变少;对比手工编制方法,两阶段法求解的可变编组和固定编组乘务排班计划分别减少了19个和18个班次,且值乘效率的变化不超过4%。案例结果验证了模型和算法的有效性,为探讨可变编组下排班问题的编制特征提供参考。

二维半导体R57-BN作为钠离子电池阳极材料的理论研究

预测了一种由硼氮元素组成的五边形、七边形二维半导体结构——R57-BN,并基于第一性原理计算对R57-BN作为钠离子电池阳极材料的电化学性能进行了研究.结果表明, R57-BN具有良好的动力学和热力学稳定性,其用作钠离子电池阳极时具有很高的理论比容量(662.40 mA·h/g).钠在R57-BN表面的扩散势垒低至0.55 eV,保证了R57-BN的快速充放电性能.此外,吸附钠原子后, R57-BN表现出由半导体向金属性质的转变,保证了其良好的导电性.同时,R57-BN具有较低的平均开路电压(0.50 V),符合阳极材料的合理电压范围(0.1~1.0 V).该研究表明,单层R57-BN具有作为钠离子电池阳极材料的潜力,为开发储钠阳极材料提供一个良好的研究思路.

新型二维材料APO(A=Hf,Zr)光电性能的第一性原理研究

基于密度泛函理论方法,系统研究了二维(2D)APO(A=Hf,Zr)材料的结构稳定性、电子结构和光学性质。形成能、分子动力学模拟、声子色散关系和玻恩-黄力学稳定性判据均表明二维APO具有良好的结构、热力学和动力学稳定性。考虑自旋轨道耦合(SOC)效应,采用HSE06杂化泛函修正带隙的电子结构计算表明,二维APO材料为直接带隙半导体。二维HfPO沿X→Г方向有最小的电子有效质量(0.25 m_(0)),二维ZrPO沿X→S方向具有最大的空穴迁移率(299.17 cm~2·V^(-1)·s^(-1))。二维APO在可见光范围内具有非常优异的光吸收性能,其光吸收系数高达10~5 cm^(-1),并且不存在偶极禁阻跃迁。研究表明,二维ZrPO具有出色的光学性质,其载流子迁移率和光吸收系数均较高,是潜在的光探测器和光电存储器的材料,研究结果也可为二维APO材料的性质研究提供理论指导。

VI族元素修饰对二维AlN电子性质影响的第一性原理研究

采用密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了VI族元素(O、S、Se、Te)修饰对二维AlN电子性质的影响。计算结果表明,O修饰后,二维AlN体系的能带发生劈裂,从而转变为磁性材料;S、Se和Te修饰后,二维AlN电子态密度曲线自旋向上和自旋向下完全对称,形成了非磁性结构。从态密度图可以看出,费米能级附近的态密度主要由修饰原子的p态电子和N原子的p态电子贡献,导带底部逐渐向低能区移动,导致二维AlN的吸收波长阈值从紫外线区域向可见光移动。因此,修饰的二维AlN光催化效率提高,并有应用于可见光响应的光电子和自旋电子器件的可能。

非层状二维CdSe的制备及厚度对带隙的影响

二维半导体材料的天然带隙有望弥补石墨烯的零带隙缺陷,打破后者在场效应晶体管、开关器件、逻辑电路等领域的应用瓶颈. 相较于层状半导体材料,非层状半导体材料多以较强的离子键/共价键结合,且各向同性,因此要获取其二维结构存在一定挑战. 本论文通过化学气相沉积法实现了非层状CdSe在云母衬底上的二维各向异性生长. 详细表征了二维CdSe的微观形貌、晶体结构和光学特性等. 结果表明,样品具有显著的光致发光 (PL )效应,说明厚度减薄至纳米级时不会破坏CdSe的直接带隙属性. 此外,随着厚度减小,样品的PL峰逐渐蓝移. 为了进一步解释该现象,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了不同厚度的CdSe的能带结构,结果显示均为直接带隙,且随厚度减小,带隙值增大,与实验现象吻合. 由此可知,通过生长参数调控二维CdSe的厚度,即可实现对其带隙的有效调控,这对相关光电器件的性能提升具有指导意义.

圆型双组分弹力纤维(66/12)工艺探究

从纺丝、卷绕对圆孔PET/HSF(普通/高收缩)双组分弹性纤维(以下简称高收缩双弹纤维,规格66dtex/12f)进行工艺探究,通过A/B组分比例、卷绕速度、一辊速度、二辊温度等因素实验并对其相关指标(强伸度、沸水收缩率、卷曲性能)进行分析,从而找出最佳工艺条件。

一流人才培养模式下高校创新创业教育与思想政治教育双向建构研究

高等学校作为创新创业教育的主阵地,与高校思想政治教育在教育目标、教育内容、教育功能上具有相通相融性。以一流人才培养模式为导向,总结大学生创新创业教育与思政教育双向建构中教育者与受教者应遵循的原则,辨析双向建构中面临的现实困境,并提出双向建构的相关策略。

铝、镁和镍掺杂二硫化锡光学特性的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了铝、镁、镍掺杂二硫化锡的能带结构和光学特性。对能带结构的分析可以发现掺杂二硫化锡的带隙值均降低,其中主族元素铝和镁对价带产生影响,而过渡元素镍对导带产生明显影响。对光学特性的研究可以观察到掺杂原子的引入导致二硫化锡的复介电常数和复折射率显著降低,吸收系数和反射系数的峰值呈现红移现象,且铝掺杂二硫化锡和镁掺杂二硫化锡的吸收系数降低,而镍掺杂二硫化锡的吸收系数有所增强。本文的研究结果为通过掺杂方法来优化二硫化锡的光学特性提供了理论指导。

“两个结合”视域下马克思主义新闻观中国化的四重逻辑

百年来,马克思主义新闻观中国化伴随着从“一个结合”到“两个结合”的转变而不断发生着与时俱进的范式转型。“为谁结合”“为何结合”“如何结合”“怎样表述”等诸多历史命题与时代之问迄今依然是促使其不断实现理论飞跃的根本动力和基本逻辑。中国无产阶级新闻事业发展历程与中国共产党领导下的舆论引导实践无一不昭示世人:“人民利益至上”指向的是“为谁结合”的新闻价值立场问题;“满足时代之需”理清的是“为什么结合”的新闻功能性命题;“不断采用最新技术手段与方法”解决的是“如何结合”的新闻操作性议题;“以中国特色话语答疑解惑”回应的是“结合成果怎样表述”的新闻思想理论阐释问题。该四重逻辑相生相成、协力共进,不断推进着马克思主义新闻观中国化时代化从一个胜利走向另一个胜利。

单层Janus结构CoXY(X,Y=Cl,Br,I;X≠Y)中磁斯格明子的第一性原理研究

目的开发新型二维Janus结构CoXY(X,Y=Cl,Br,I;X≠Y),分析其磁学性质,为二维磁性Janus材料研究提供新思路。方法通过使用基于密度泛函理论的第一性原理计算,得到CoXY的磁性参数,用蒙特卡洛模拟,模拟出不同外加磁场下的磁构型。结果通过蒙特卡洛模拟,CoXY结构中能够出现稳定的磁斯格明子态。结论计算结果表明,单层CoXY将为基于磁斯格明子的赛道存储和处理器件提供一个好的平台。