InGaAs 肖特基源漏MOSFET的多子带系综蒙特卡洛模拟

采用基于有效质量近似的多子带、多能谷系综蒙特卡洛方法,考虑纳米尺度MOSFET沟道二维电子气中实际存在的多种散射机制,模拟InGaAs肖特基源漏MOSFET。结果显示,在稳态下,散射虽然改变了InGaAs肖特基源漏MOSFET沟道中沟道电势、电子浓度和速度的分布,但对InGaAs肖特基源漏MOSFET的输出特性和转移特性影响较小;而在施加阶跃漏端电压时,散射的存在增加了过冲电流的峰值和转换时间,降低了器件的截止频率。

多孔金属有机骨架材料储氢性能分子模拟

采用优化的DREIDING力场参数,通过巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)模拟方法对H2在IRMOF-1、IRMOF-61和IRMOF-62共3种金属有机骨架(MOFs)材料中的吸附平衡性能进行了比较研究.结果表明,该力场能够在全压力范围内很好地复制H2在IRMOF-62材料中的等温吸附曲线;但对低压下H2在IRMOF-61中的等温吸附曲线预测出现低估.与IRMOF-1相比,具有互穿骨架结构的IRMOF-61和IRMOF-62材料在常温下的储氢能力并无明显提高.进一步比较77 K时100 kPa、3.0 MPa下H2在上述MOFs材料中达到吸附平衡时的几率密度分布发现,H2会优先吸附在Zn4O骨架附近靠近苯环的位置;对具有互穿结构的MOFs材料而言,由于其孔腔尺寸缩小,使得H2优先吸附位区域零散化.适当长度的有机配体形成的互穿骨架结构能增强与H2分子之间的相互作用,具备较高的储氢能力;而有机配体尺寸过长则会增加骨架结构中H2吸附死角,对H2的吸附能力反而出现下降.

ZIF-8材料中CH_4/H_2吸附与扩散的分子模拟

采用平衡分子动力学和巨正则系综蒙特卡洛模拟方法对多孔沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-8)中CH4和H2分子的吸附与扩散特性进行了比较研究.结果表明,采用柔性力场能够很好地复制ZIF-8在不同压力或温度条件下的晶体结构,也能准确地计算不同温度下CH4和H2分子在ZIF-8中的扩散系数,特别是高温下CH4分子因能够摆脱ZIF-8骨架笼口的空间限制而使其扩散系数出现大幅提升.同时,该力场也能粗略地模拟CH4和H2分子在ZIF-8中的等温吸附曲线,通过自编程序得到吸附和扩散平衡时CH4和H2分子在ZIF-8单元晶胞内的几率密度分布数据,并利用VMD软件可视化.结果显示CH4和H2分子在ZIF-8中的优先吸附位置均在大孔中心靠近咪唑环的区域,但CH4分子的优先吸附位置有两个不同层次,而H2分子的优先吸附位置只有一个层次,说明CH4和H2分子在ZIF-8中存在着不同的吸附机理.

苯-噻吩-NMP三元体系汽液平衡的GEMC模拟

本研究采用了吉布斯系综蒙特卡洛方法(GEMC)对苯-噻吩-NMP三元体系在101.33 k Pa、4个温度点下的汽液平衡性质进行模拟计算。采用Tra PPE-EH力场模拟苯分子和噻吩分子,用OPLS-AA力场模拟NMP分子。得到的模拟结果与实验值吻合良好,证明了Tra PPE-EH力场以及OPLS-AA力场可以共同用于三元体系汽液平衡的预测,具有兼容性。对平衡液相的径向分布函数(RDF)的分析表明,由于NMP的加入,苯和噻吩的相互作用减弱,同时平衡液相中NMP与噻吩的相互作用强于NMP与苯的相互作用,整体表现为苯和噻吩的相对挥发度的增大。模拟结果也证明了几何平均以及算数平均混合规则在预测性质相近的原子的相互作用时精度接近,可以混用。

剑麻纤维基多孔炭材料的制备及其吸附氯苯的研究

以剑麻纤维为原料,通过简易的一步炭化活化法制备了一系列多孔炭材料,分别探究了3种温和的金属盐活化剂、活化剂与剑麻纤维的质量比和活化温度对炭材料的氯苯吸附量的影响,并通过BET、SEM、XRD、Raman、FT-IR、元素分析等手段表征其物理化学性质.结果表明,当采用CuCl_(2)为活化剂、CuCl_(2)与剑麻纤维的质量比为10∶1及活化温度为800℃时,制备得到的剑麻纤维基多孔炭(PCC)吸附性能最佳,其在氯苯浓度为1560 mg·m^(-3)时,吸附量达到856 mg·g^(-1),而未经CuCl_(2)活化的炭材料(PC)的氯苯吸附量仅为15 mg·g^(-1).氯苯吸附性能的提升主要归因于比表面积、孔容、无序性和表面含氧官能团的增加.此外,采用巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)方法模拟氯苯分子在制备的多孔炭材料中的吸附行为,结果表明,该材料中孔径为0.5 nm的孔对氯苯分子的吸附能力最强,且对氯苯吸附起主导作用的为苯环中心和Cl原子与炭材料上连接含氧官能团的H原子之间的静电作用力.