基于第一性原理计算Ca掺杂MoS_(2)对焊接气体的吸附性能

工业焊接的过程中会产生焊接废气例如CO、NO_(2)和CH_(4),这些气体会对工作人员的身心健康造成威胁,为解决这种废气吸附的需求,此文用基于密度泛函理论的第一性原理方法,搭建了Ca掺杂MoS_(2)的模型,用Dmol3模块研究掺杂后的电子结构,并计算了Ca-MoS_(2)吸附CO、CH_(4)和NO_(2)三种气体的态密度、电荷转移、吸附能、电子密度差等参数.结果表明Ca-MoS_(2)对于CH_(4)是一种物理吸附,主要是范德华力作用,而Ca-MoS_(2)吸附CO和NO_(2)是一种化学吸附,存在较强的吸附能力.此类掺杂有望制成新的气敏传感器等有益结果,该工作具有一定意义.

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.

Ca掺杂的Y_(1-x)Ca_xBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体实验

应用固态反应法,制备了Ca掺杂的Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ(x=0、0.1、0.2、0.3)超导粉体及超导块体。主要研究了Ca掺杂对Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ超导体显微结构及捕获磁通能力的影响。结果表明,掺Ca量为x=0.2的Y1-xCaxBa2Cu3O7-δ超导体,晶粒进一步长大呈棒状,晶粒尺寸在15 um左右,各晶粒间紧密结合,晶界尤为明显;其捕获磁场的峰值随外加磁场的增大而变化的幅度最小,这表明合适的摻Ca量为x=0.2。本实验对制备高临界电流密度Jc的YBa2Cu3O7-δ超导体具有重要意义。

Ca^(2+)掺杂对NaYF_4∶Yb,Er微米晶上转换发光性能的影响

采用柠檬酸钠辅助的水热方法制备了一系列不同Ca2+含量的Ca2+/Yb3+/Er3+共掺的NaYF4微米片。利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)、发光光谱等测量手段对样品进行了形貌、晶相、发光性质的表征。样品在980 nm激光泵浦下,可以观察到强的上转换绿色荧光。在Ca2+的摩尔分数从0增加到8%的过程中,紫外到可见的上转换发光随着Ca2+浓度的增加而显著增强。这是由于Ca2+的掺杂导致了晶体内部的不对称性,同时也提高了晶体的结晶性。

Sr^(2+)掺杂荧光粉Ca_2Nb_2O_7∶Eu^(3+)的发光特性

采用高温固相法制备出Ca1.97-xSrxNb2O7∶3%Eu3+(x=0.10,0.50,1.0,1.5,1.97)红色荧光粉,研究了Ca1.97-xSrxNb2O7∶3%Eu3+的发光特性及Sr2+的浓度对该荧光粉发光性质的影响。随着Sr2+浓度的改变,Ca2-xSrxNb2O7∶Eu3+的XRD呈现不同的相。Ca1.97Nb2O7∶3%Eu3+(x=0)的激发光谱中,302 nm附近的强宽带来自于O2-→Eu3+电荷转移跃迁,272 nm附近的肩峰来自于NbO7-6基团的电荷转移跃迁,350~600 nm范围内的锐锋属于Eu3+的特征4f-4f组内跃迁。在398 nm激发下,发射光谱的最强峰位于616 nm,属于Eu3+的5D0→7F2电偶极跃迁,发射出强烈的红光。当Ca2+逐渐被Sr2+取代时,Ca2-xSrxNb2O7∶Eu3+的各激发峰的强度先提高后降低,且O2-→Eu3+电荷转移跃迁发生明显红移。少量Sr2+的掺杂可以有效提高Ca2-xSrxNb2O7∶Eu3+的红光发射强度,当x=0.01时该荧光粉的红光发射达到最强,可以被紫外LED芯片激发。

Ca_xSr_(1-x)Bi_2Nb_2O_9无铅压电陶瓷制备及其高温稳定性研究

采用传统固相法制备了CaxSr1-xBi2Nb2O9(x=0、0.10、0.25、0.40)无铅压电陶瓷,研究了Ca2+掺杂量对其微观结构、电学性能及其高温稳定性的影响。掺入Ca2+并未改变Sr Bi2Nb2O9陶瓷的晶体结构;随着Ca2+掺杂量的增加,陶瓷晶粒由片状向长条状转变;陶瓷的矫顽场(Ec)下降,剩余极化强度(Pr)先增大后减小;陶瓷的居里温度由450℃升高到672℃。当x=0.10时,陶瓷具有较好的综合性能:2Pr=14.8μC/cm2,d33=22 p C/N,Tc=488℃;当退火温度达到400℃时,压电常数d33仍达到20 p C/N,说明该材料具有较好的温度稳定性,可以在400℃的高温环境中应用。

p型透明导电氧化物CuCr_(1 -x)Ca_xO_2的制备与光电性质研究

系统报道了铜铁矿CuCr1-xCaxO2 单相多晶材料的制备和光电性质研究结果、X光衍射 (XRD)以及电导的测量 .结果表明 ,适当的Ca2 + 取代Cr3 + 不改变材料的晶体结构 ,但能显著提高材料的导电性能 ,x =0 .0 6的原始Ca2 + 掺杂样品在室温的电导率达到 3.2× 10 -2 S/cm ,几乎比不掺杂样品的电导率提高了近 3个数量级 .所有掺杂样品的电导率随温度的变化曲线在 2 0 0～ 30 0K ,很好地符合Arrhenius关系 ,其Seebeck常数均为很大的正数 ,这表明所有样品均为典型的 p型半导体 ,其热激活能为 0 .2 7～ 0 .36eV .

钙离子掺杂对Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3陶瓷介电性能的影响

采用固相法制备Ba_(1-x)Ca_xBa(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3陶瓷材料,研究了Ca^(2+)掺杂对Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3陶瓷显微结构及介电性能的影响.在1 200℃煅烧制备出了单一物相的Ba_(1-x)Ca_xBa(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3(x=0,0.03,0.06,0.12,0.15)粉体,并在1 350℃烧结得到相对密度较高、显微结构致密的BCFN陶瓷.随着Ca^(2+)含量的增加,其晶粒尺寸呈现先减小后增大的趋势,而其介电常数则呈现相反趋势.当x=0.06时,介电常数在1kHz可达到45 000,而其介电损耗在室温1kHz下无明显变化.此外,Ca^(2+)掺杂不仅明显提高了陶瓷的介电常数,且有效提高了其温度稳定性.