磁性薄膜原子层数对极化方向的影响

用两个自旋相互垂直的s=1的层状伊辛模型描述磁性薄膜极化转向的物理过程 .计算了自由能密度随原子层的增加所发生的变化 ,得到了与实验定性相同的极化方向转变的规律 .结果显示 :在层数增加过程中 ,偶极作用的影响基本保持不变 ,发生极化转向的主要原因是表面垂直各向异性能的影响随层数增加被逐渐削弱 ,最终弱于偶极作用的影响而导致极化方向从垂直转到平行膜面 .

石墨烯基碱金属离子态密度变化规律研究

应用石墨烯态简化吸附模型,研究了吸附在石墨烯上的碱金属离子与石墨烯碳原子的相互作用能V、能带宽度D以及态密度随原子满壳层数的变化规律.结果表明:1吸附在石墨烯上的碱金属离子与石墨烯碳原子的相互作用能V随满壳层数的增多而减小,其大小在0.8~2.0eV之间;而电子能带宽度随满壳层数的变化无明显规律:各元素的能带宽度都较宽(4 000~7 500eV),远大于禁带宽度Δ=4.76eV,其中钾元素的D最大,铷元素的D最小.2石墨烯的态密度随电子能量的变化关于ε=0左右对称,石墨烯中的电子处于正负能量状态的概率相同;电子能量在-100^+100eV范围时态密度严重尖锐化,而其他能量区域态密度的值和变化都很小;电子态密度所处的能量范围随着离子满壳层数的增加而减小.3吸附在石墨烯上的碱金属离子,其态密度随电子能量的变化关于ε=0左右不对称,较多的电子处于正能量状态;碱金属离子中电子处于正、负能量的态密度的差异随着满壳层数的增加而减少.

层数相关黑磷双光子吸收的理论研究

原子层数是对黑磷物理性质宽波段可调谐的重要参量。基于5跳参数连续近似模型,从理论上研究了单层、双层和三层黑磷的双光子吸收系数对原子层数以及入射光偏振方向的依赖性。计算结果表明:黑磷的双光子吸收系数在扶手型方向上比锯齿型方向上大10个数量级,且双光子吸收系数随着层数的增加而增大,并且吸收峰发生红移;双光子吸收系数随入射线偏振光的偏振角度按余弦函数呈周期性变化,当入射光偏振方向沿扶手型方向时双光子吸收系数最大,随着入射角度的增大,吸收系数减小,直至偏振方向与锯齿型方向一致时达到最小。上述研究为将黑磷应用于光电器件提供了一定的理论指导。

FeSe原子层极薄膜超导体

日本东北大学高桥隆教授研究团队，采用分子束法，制成厚度只有1～20原子层的FeSe极薄膜，测定结果表明，1原子层的Tc点（出现零电阻的温度）约为60K，而2原子层以上薄膜却未出现超导特性，但在薄膜表面掺杂钾，则原子层数与Tc温度关系很大。

磁性薄膜热动力学性质的变分累积展开研究

采用变分累积展开方法 ,研究了立方格点上磁性薄膜的热动力学性质 .计算自发磁化强度、内能和热容到了三级累积展开 ,并对每一级给出了这些物理量对薄膜原子层数的依赖关系 .虽然变分累积展开的收敛性还没有严格证明 ,但计算结果显示这些物理量的变分累积展开收敛很快 .三级计算结果足已表明 :对低于某一临界厚度的薄膜 ,自发磁化强度随原子层数的减少而减小 ;不论在临界温度以下 ,还是在临界温度以上 ,每单位格点的内能都随原子层数的减少而增大 ;每单位格点的热容在临界温度以下随原子层数的减少而增大 。

g-C3N4表面结构的第一性原理研究

石墨相氮化碳(g-C_3N_4)由于不含金属组分、化学性质稳定、且具有可见光响应,在光催化领域具有越来越广阔的应用前景。本文基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法,对不同原子层数的g-C_3N_4的表面能、电子结构和光学性质等进行了研究。结果表明:g-C_3N_4的表面能随着原子层数的增加而逐渐降低,从6层原子开始表面能小于0,说明当原子层数大于6时,g-C_3N_4形成稳定的层状表面结构;不同层数的g-C_3N_4表面结构均为间接带隙半导体,导带底主要由C的2p态和N的2p态杂化而成,价带顶主要由N的2p态和N的2s态构成。本文研究结果为层状结构的g-C_3N_4催化材料的设计、制备和催化性能研究提供了理论依据和数据基础。