基于价电子理论的Ag-Sn金属间化合物形成机理

SnAgCu焊点中的金属间化合物(intermetallic compounds,IMCs)Ag3 Sn脆性大且电阻高,对焊点可靠性具有重要影响,有必要明确其形成过程和相变机制以控制其生长.采用固体与分子经验电子理论(empirical electron theory,EET)研究Ag-Sn系统中的主要扩散元素及原子运动路径,应用自洽键距差(self-consistent bond length difference,SCBLD)法计算了Ag-Sn系统内参与反应相的价电子结构及可能形成的固溶体的结合能,根据结合能变化趋势从价电子层面描述出Ag3 Sn在焊点内部的形成过程.研究结果表明:Ag-Sn系统中的主要扩散元素为Sn,Sn原子进入Ag晶胞形成固溶体,固溶体内原子重新排布,形成结合能更高、排布更均匀的共价键,造成晶格膨胀,位于(110)晶面和面心位置的Ag原子随之向外扩张,形成了同样具有良好对称性的Ag3 Sn,与前人研究Ag-Sn系统扩散的实验结果相符.     

贵金属Cu、Ag、Au的电子结构和物理性质

由纯金属单原子理论(OA)确定了面心立方结构(FCC)贵金属Cu、Ag、Au的电子结构依次为[Ar](3dn)5.58(3dc)4.21(4sc)0.23(4sf)0.98、[Kr](4dn)4.87(4dc)4.56(5sc)0.66(5sf)0.91、[Xe](5dn)4.20(5dc)4.90(6sc)1.57(6sf)0.33,并确定了Cu、Ag、Au的密排六方结构(HCP)和体心立方结构(BCC)两种初态特征晶体和初态液体的电子结构。根据自然态的电子结构定性解释了熔点、拉伸强度、维氏硬度、体弹性模量、电导和热导率物理性质差异与电子结构的关系,定量计算了晶格常数、结合能、势能曲线及线热膨胀系数随温度的变化。根据非自然态的电子结构,定性解释了晶体结构BCC和HCP的关系。     

分子动力学模拟铜纳米团簇的结构稳定性

利用分子动力学研究了原子数为13～1 055的铜纳米团簇.结果表明:随着尺寸的减小,铜纳米团簇的结构发生晶体→非晶→晶体→非晶→晶体→非晶的转变.团簇平均原子结合能随着尺寸的减小而减小,且只依赖于短程有序,这说明了团簇平均原子结合能一般不能够作为非晶与密堆结构晶体转变的判据.平均原子间距不但依赖于团簇的尺寸,且对团簇结构的变化敏感,可以作为非晶与密堆结构晶体转变的一个判据.对偶分布函数的研究表明,大尺寸团簇的内部和表层原子结构都表现出晶格收缩效应,且不同于相应块体晶格,这表明了目前文献中关于团簇的块体加表面模型与壳核模型都有待改进.     

固-液界面结合能的计算及其在核壳结构颗粒制备研究中的应用

讨论了表面自由能色散分量、Lewis酸分量和Lewis碱分量的测定和计算方法,并计算得到固-液界面结合能数值。通过计算水、酒精在羟基磷灰石(HAp)和二氧化硅表面的界面结合能,发现酒精在HAp表面的结合能要低于水在其表面的结合能。因此,在正硅酸乙酯水解为硅醇和缩聚为二氧化硅的过程中,需要对HAp进行表面改性并调控反应条件以使二氧化硅在HAp上沉积,同时避免二氧化硅在溶液中独立形核生长的分相现象,所开展的HAp/二氧化硅制备实验的结果也对这一理论推测进行了很好的验证。     

HYDROGEN TRAPPING EFFECT OF SUBSTITUTIONAL ALLOYING ELEMENTS IN α-Fe

用电化学渗氢方法测定了氢在纯Fe和Fe-Cr,Mn,Co,Si,Mo的二元合金中的扩散系数。结果表明所研究的二元铁基合金中,随着合金元素浓度的增加,氢的扩散系数降低,氢的扩散激活能增加。根据Oriani模型计算了各种合金元素的氢陷阱参数,并获得了相应的氢与陷阱结合能。按陷阱结合能由小到大的顺序是:Si,Co,Ni,Mn,Cr和Mo。最后根据合金元素引起的晶格应变场与氢的弹性交互作用和合金元素与氢的电性交互作用对结合能的本质进行了分析。     

精确计算氢键结合能的相关一致性基函数两点外推法

为了获得精确的氢键结合能并减小计算需求,在CCSD(T)水平下使用了一种基于相关一致性基函数的简单两点外推公式。为了提高氢键结合能的精确度,在公式中增加了一个变量。根据10个氢键体系分析的结果显示,使用基函数aug-cc-pVDZ和aug-cc-pVTZ计算所得总能量之差与变量存在线性关系,进而得到新的外推公式。从用于测试的18个氢键体系的数据显示,由这种外推方法获得的氢键结合能与使用基函数aug-cc-pVQZ计算所得结果能够很好的吻合。     

固态碱组分碱矿渣水泥水化热及结合能变化规律研究

通过测定水化热和元素结合能， 固态碱组分碱矿渣水泥在水化过程中化合物的分解，变化和形成过程，为进一步研究这种新型胶凝材料的水化机理提供了理论依据。     

在外电场作用下有限抛物量子阱中类氢杂质态结合能

采用变分方法研究GaAs/AlxGa1-xAs有限抛物量子阱中类氢杂质态能量和结合能随外电场和阱宽的变化关系.在计算中考虑了电子有效带质量和介电常数随空间坐标(或合金组分)的变化因素.结果表明,外电场对类氢杂质态能量和结合能均有明显的影响,并且这些影响随着阱宽的增大而增大.电子有效带质量和介电常数随空间坐标的变化效应使得类氢杂质态基态能量减小,结合能增大,此效应随着阱宽的增大明显变小.     

石墨烯的SiC外延生长及应用(续)

正3.3 X射线光电子能谱XPS能谱分析的基本原理:一定能量的X光照射到样品表面和待测物质发生作用,可以使待测物质原子中的电子脱离原子成为自由电子。通过接收并测量这些光电子的能量,得到原子或分子内部各轨道的结合能,从而就可以了解样品中元素的组成。图8所示为样品的XPS能谱图,图中各峰值     

尿嘧啶和它的分子识别膜之间相互作用机理的理论研究

运用密度泛函方法研究尿嘧啶分子识别膜的作用机理,提出了分子识别膜的4种可能的分子间相互作用方式,对基于分子间氢键相互作用构建的复合物结构进行了优化,求得了相应的结合能;同时,对这4种可能存在的复合物的振动模式实施了理论计算预测,并与实验数据相对比,最终推断出该分子识别膜内的主要作用方式。