Electronic and optical properties of anion-doped c-ZrO_2 from first-principles calculations

Using the first-principles calculations based on density functional theory（DFT）,the structure stability,electronic and some optical properties of C and N doped cubic ZrO2（c-ZrO2） in 24-atom systems were investigated.It is found from the formation energies calculations that N ions are easier to be doped into c-ZrO2 than C ions.The electronic structure results show that Zr8O15C and Zr8O15N systems are semiconductors with the band gap of 2.3 eV and 2.8 eV,respectively,which are lower than that of the pure ZrO2（3.349 eV）.And optical properties results depict that anion doping,especially C adding,can enhance the static dielectric function,visible and ultraviolet light absorption and reflecting ability of c-ZrO2 crystal.     

硼氮掺杂对八氢萘纳米带能带结构的调控

采用基于密度泛函理论的第一性原理,研究了硼原子和氮原子掺杂对八氢萘纳米带能带结构的调控作用。研究结果显示硼原子和氮原子掺杂可以有效地调控八氢萘纳米带的能带结构：单双硼氮原子掺杂可以实现对八氢萘纳米带能带的半导体化;掺杂原子的浓度对八氢萘纳米带能带结构也有影响,提高掺杂原子浓度可以获得与单原子掺杂完全不同的能带结构。     

MXn 半导体层状材料层间热电性质预测

优质的热电材料要求具有“声子玻璃、电子晶体”特性,因此,基于第一性原理计算,提出在 二元 MXn 半导体层状材料中筛选具有上述特性材料的方法。因层间为范德华作用力,层状材料中面外方向 的晶格热导率都非常低,是良好的“声子玻璃”材料。而面外方向的电子输运能力与 M 元素和原子距离相 关。M 为主族元素时（例如 SnSe）,因非局域的 pz 轨道和较小的原子层间距离（小于 4 ?）使电子具有良 好的层间输运性能。当 M 为过渡金属元素时（例如 MoS2）,局域的 d 轨道和较大的阳离子层间距（大于 6 ?）使得电子无法在层间传输。通过阳离子 M 的层间距离大小和类型（主族元素还是过渡金属）可以对层状 材料面外方向的热电性质进行判断,为筛选出有潜力的高 ZT 热电材料提供理论指导。     

煤矿空气压缩机监控系统设计

针对煤矿空气压缩机故障率较高、功耗较大的现状,设计了一套针对矿用空气压缩机的监控系统。系统基于可编程逻辑控制器与变频器配合,可实现对空气压缩机的在线监测与安全控制功能,且具有可视化、变频控制以及实时在线的优势,可大大降低设备的故障率,提高设备的可靠性以及稳定性,有效减少工作人员任务量,降低空气压缩设备的功耗,给企业增加可观的经济效益。     

硼氮掺杂对锯齿型硅烯纳米带器件中 自旋输运的调控

采用密度泛函理论和非平衡格林函数方法,研究了硼和氮原子单独掺杂对锯齿型硅烯纳米带器件中自旋输运行为的调控作用。研究发现硼和氮原子都是掺杂在锯齿型硅烯纳米带的边缘最稳定。硼和氮原子的掺杂区域对器件的自旋输运性质起着关键作用:当掺杂在器件的散射区时,可发现微小的自旋劈裂现象;但是当掺杂在电极区时,会出现较明显的自旋劈裂现象,相应的自旋过滤效率可高达100%。     

MoS 2 中带电点缺陷性能的理论研究

采用一个严谨的、透明的、与体系维度无关的带电缺陷计算理论 TRSM 模型,系统研究了 MoS 2 中点缺陷的形成能。研究结果表明,单层 MoS 2 的所有 n 型或 p 型固有缺陷电离能级都很深,并且 S 空位（V S ）缺陷也不是实验观察到的 n 型导电性的起源。相反,H 原子吸附在 MoS 2 中具有非常低的离化能, 可能是 MoS 2 具有 n 型导电性的原因。     

退火温度对Al掺杂ZnO薄膜结构和性能的影响

采用直流磁控溅射技术,在玻璃衬底上制备了ZnO:Al(ZAO)薄膜样品。其他参数不变,在不同的温度下对样品进行了退火处理,研究了薄膜的结构性质、电学和光学性质随退火温度的变化关系。实验结果表明:在退火温度为200℃时,ZAO薄膜具有较优的光电性能,其电阻率为9.62×10-5.cm,可见光区平均透射率为89.2%。     

薄膜厚度对Al掺杂ZnO薄膜性能的影响

采用直流磁控溅射技术,以氧化锌铝陶瓷靶为靶材,在玻璃衬底上制备了ZnO：Al（ZAO）薄膜样品。在其他参数不变的情况下,由不同溅射时间得到了不同厚度的薄膜,研究了薄膜的结构性质、电学和光学性质随薄膜厚度的变化关系。实验结果表明：在薄膜厚度为500 nm时,ZAO薄膜具有最优化的光电性能,电阻率为1.68×10-3Ω.cm,可见光区平均透射率为90.3%。