Pd掺杂AlN的铁磁性质的第一性原理研究(英文)

采用基于密度泛函理论的广义梯度近似详细计算了Pd掺杂铅锌矿AlN的电磁性质,包括形成能、晶格常数、能带结构、态密度、铁磁与反铁磁态的能量差.结果表明Pd更易替代Al进入晶格位置,形成半金属铁磁体,其铁磁性主要来源于Pd4d态与N2p态之间强烈的p-d杂化.计算的超晶胞总磁矩为3.00#B,主要局域于PdN4四面体内.Pd掺杂AlN的基态是铁磁态,有望获得室温铁磁性.上述结果表明用Pd掺杂铅锌矿AlN来制造稀磁半导体是切实可行的.     

Cu掺杂ZnSe光电性质的第一性原理计算

为研究Cu掺杂对ZnSe晶体的光电性能的影响,采用第一性原理的平面波赝势方法和广义梯度近似,研究了闪锌矿ZnSe掺杂Cu前后的电子结构和光学性质.比较了掺杂前后的电子能带结构、总态密度、分态密度、吸收光谱和介电函数.研究结果表明:ZnSe本体为直接带隙半导体.掺杂Cu后,ZnSe晶体表现出明显的金属性.本征吸收区明显向低能端移动,约位于0.9~6.0eV.吸收系数明显降低33%.在低能端产生了新的价电峰,可以吸收较低能量的光子.     

Ag/Ni复合材料界面稳定性的第一性原理计算

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算并分析四种不同晶体学位向关系的Ag/Ni复合材料的界面能量和电子结构。结果表明：Ag(100)/Ni(100)和Ag(110)/Ni(110)界面的结合强度和稳定性高于Ag(110)/Ni(100)和Ag(111)/Ni(100)界面;界面区的原子成键作用以第一层原子为主,界面处Ag原子和Ni原子之间形成共价键,Ag(100)/Ni(100)和Ag(110)/Ni(110)界面的原子成键能力较强,易于形成稳定的界面结合。     

Sb掺杂LiBiO3电子结构的第一性原理计算

通过能带结构、电子态密度、电子局域化函数、Bader电荷等方面的密度泛函理论(DFT)第一性原理计算,对掺杂了Sb的LiBiO3的电子结构进行研究,试图从理论角度探寻合适的光催化材料。计算结果表明,空间群为Pccn的正交LiBiO3为直接半导体,DFT计算带隙为0.23eV,而采用HSE泛函形式的计算带隙为1.18eV,较为接近实验测定值。随着Sb掺杂量的增加,LiBi1-xSbxO3的计算带隙逐渐加大,与纯LiBiO3相比,Sb掺杂体系中出现了具有更强键合作用的Sb-O键,有利于改善体系的光催化性能。     

P掺杂ZnO的第一性原理研究

用第一性原理的赝势方法计算了纯ZnO和P掺杂ZnO的原子和电子结构,计算结构表明,ZnO为直接带隙半导体;P掺杂后晶胞膨胀,晶格常数变大;单独的P掺杂不利于p型ZnO的获得。     

C-Ce系化合物相结构稳定性的第一性原理研究

采用第一性原理对C-Ce二元系CCe、C₂Ce、C₃Ce₂3种化合物的晶体结构进行优化,并对它们的生成焓、结合能、电子结构、弹性性能及德拜温度进行了计算分析。对生成焓、结合能、德拜温度的计算结果表明:3种化合物的生成焓、结合能均为负值,且C₃Ce₂的生成焓、结合能值最低依次为-0.858 7 e V/atom,-6.999 0 e V/atom;德拜温度最高,为376 K,具有最强的化合物形成能力。电子结构的分析表明:C₃Ce₂成键电子中C的2s、2p与Ce的5p、5d杂化作用明显,且具有较强的共价性,结构稳定性最好。体模量（B）、弹性模量（E）、泊松比（ν）、理论硬度（Hv）等计算结果表明:C2Ce不符合力学稳定性标准;CCe为延性、各向异性;C₃Ce₂为轻微脆性、各向同性,C₃Ce₂理论硬度远大于CCe,具有较好的力学稳定性。     

掺杂元素对AuAl2结构稳定性和力学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论,系统研究了贵金属首饰材料AuAl2中微量元素掺杂对其结构稳定性和力学性质的影响,采用Viogt-Reuss-Hill近似计算了材料的体积模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比、维氏硬度和弹性各向异性,同时与Au的力学性能计算相对比.计算结果表明:In、Y、Sc、Ge、Si、Ga、Sn元素的添加有利于AuAl2合金韧性改善.研究结果对改善AuAl2合金的韧性具有较大理论意义和实用价值.     

Cu（111）表面原子和电子结构的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)框架下广义梯度近似平面波超软赝势法,优化了体相铜的晶格参数,计算了体相铜的能带和态密度,在此基础上计算并分析了Cu(111)表面原子和电子的结构.计算得到Cu(111)面的表面能为1.387 J/m2,得到的结果和其他计算结果及实验值均能较好吻合.     

Zn-Fe-Zr三元系富锌角的第一性原理计算及热力学评估

利用第一性原理计算方法,对Zr5Zn39、ZrZn22和ZrFe2Zn20进行了结构优化和总能计算,各化合物优化后的晶格常数与文献中的实验值相一致.计算得到Zr5Zn39、ZrZn22和ZrFe2Zn20在0K时的形成焓分别-16.41、-6.13、-12.68 kJ/mol-atom.基于第一性原理计算结果和已报道的实验结果,利用Pandat软件对Zn-Fe-Zr三元系富锌角相关系进行了热力学评估,获得了描述ZrFe2Zn20的热力学模型参数,计算结果与文献中的实验结果一致.     

Mg(BH4)2高压下结构相变的第一性原理计算

基于密度泛函理论的赝势平面波方法,研究了Mg(BH4)2在高压下的电子结构和密立根布居分析.结果表明,当压强为0.64 GPa时,常压相α-Mg(BH4)2发生结构相变,生成新相β-Mg(BH4)2,其空间群为I41/amd,并且该结构具有稳定的声子谱.电子结构的计算表明,当压力从0 GPa增加到0.64 GPa时,B-H原子间键长变化不明显,但是B原子的s和p电子态与H原子的s电子态的杂化增强,使得高压相β-Mg(BH4)2结构的BOPBSH大于常压相的值.这表明,高压相B和H原子之间具有更强的共价特征,H原子更难解离.     

氮化铝陶瓷与铜界面传热计算机仿真

固体界面热阻是航空航天、低温与超导、微电子技术等领域中研究热点问题，氮化铝陶瓷和金属铜被广泛应用于低温超导装置和集成电路芯片。基于氮化铝陶瓷与金属铜样品之间界面热阻的低温实验，应用MATLAB软件对实验数据进行回归分析，建立了氮化铝陶瓷与铜之间界面热阻与温度、压力等参数的回归分析仿真模型，仿真结果与实验数据有较好的一致性。研究结果对氮化铝陶瓷、铜应用于超导装置和集成电路芯片的传热设计、空间热控制具有重要意义。     

Stability of titanium-aluminium nitride (Ti<Subscript>2</Subscript>AlN) at high pressure and high temperatures

The stability of Ti2AlN at high pressure of 5 GPa and different temperatures of 700-1 600 ℃ was investigated using X-ray diffraction (XRD),scanning electron microscopy (SEM) equipped with an energy dispersive spectrometer (EDS).Ti2AlN was found to be stable at temperatures as high as 1 400 ℃under 5 GPa for 20 min,and was proved that it held better structure stability than Ti2AlC under 5 GPa through comparative experiments of Ti2AlN and Ti2AlC (representative compounds of M2AX phases (211 phase)).The reaction process at high pressure had some difference from that at ambient pressure/vacuum,and Ti2AlN directly decomposed to TiN and TiAl at 5 GPa and 1 500 ℃ for 20 min.Moreover,the mechanism of phase segregation was discussed.In addition,the behavior of Ti2AlN contacting with Zr at high pressure and high temperature (HPHT) was also studied.     

AlN纳米线阵列的光学性质及第一原理计算

为了制备均匀的宏观AlN纳米线阵列,采用化学气相沉积法在二次模板上成功地合成了AlN纳米线宏观阵列.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电子能谱仪和紫外-可见光光度仪测试了AlN纳米线阵列的结构、形貌和紫外发光性能.结果表明,AlN纳米线阵列分布均匀,AlN纳米线的平均直径与平均长度分别约为41 nm和1. 8μm. AlN纳米线的分布密度约为5. 4×107mm-2,其覆盖率约为7. 1%. AlN纳米线在150～310 nm范围内具有很好的吸光性能.利用第一原理计算得到的AlN纳米线光学性质与实验结果相符.     

尖晶石型LiMn2O4电子结构的第一性原理研究

基于密度泛函理论（Density Functional Theory,DFT）的第一性原理（First Principles）,应用超软赝势平面波法（Ultra-soft Pseudo-potential Plane-Wave,UPPW）对能带结构、总态密度和分态密度进行了研究,并计算了LiMn2O4晶体的原胞总能量.计算结果表明,锂离子电池正极材料LiMn2O4晶体是一种直接能隙半导体,是Li离子的良导体,较适合做锂离子电池的正极材料.在LiMn2O4晶体中,由于Mn的3d电子轨道和O的2p电子轨道重叠较强,Mn-O键相互作用较强,为主要成键区域,在充放电循环过程中具有较好的稳定性,Li较容易失去电子以离子状态存在.     

Mechanism and kinetics analysis of AlN combustion synthesis

0　INTRODUCTIONAluminumnitride (AlN)isamaterialwhichpossess esoutstandingelectricalandthermalpropertiessuchashighthermalconductivity ,lowthermalexpansion ,gooddielectricstrength ,goodresistancetocorrosionandero sion ,andhighhardness .Presently ,AlNceramicisfind ingincreasedusageinsubstratesandpackaging ,cru cibles ,firingtilesandthermalfillersinpolymers ,adhe sivesandpottingcompounds[1] .Thetypicalcombustionsynthesis ,orself propagatinghigh temperaturesynthesis ,istheoldestandmostwell kn…     

静态电压稳定性指标研究分析

本文分别介绍了邻近电压崩溃指标和电压稳定裕度指标两种基于潮流计算结果的静态电压稳定性指标。设计编写了两种静态电压稳定性指标计算程序,并分别以IEEE57节点系统和IEEE118节点系统为例,进行详细的仿真计算。最后对两种电压稳定性指标进行分析和比较,比较结果显示两种静态电压稳定性指标都可以判断系统是否处于稳定状态．并且可以预测系统中的薄弱节点,但是在计算上,电压稳定裕度指标更为简单和方便．     

Thermodynamics and kinetics analysis of in-situ synthesizing AlN

AlN powders were prepared by in-situ synthesis technique. It is a reaction of binary molten Al-Mg alloys with highly pure nitrogen. It was confirmed through thermodynamics calculation that Mg element in Al-Mg alloys can decrease oxygen content in the reacting system. Thus, nitridation reaction can be performed to form AlN. Moreover, an analysis of kinetics shows that the nitridation reaction of Al-Mg alloys can be accelerated and transferred rapidly with the increment of Mg content.     

室温铁磁性蒲公英状氧化锌的制备及生长机理研究

以锌粉、醋酸锌和氢氧化钠为原料,采用水热法制备出了具有结构性缺陷的蒲公英状ZnO。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光光谱仪和超导量子干涉仪对产物的结构形貌和光学性能及磁学性能进行了表征,并对其生长机理进行了探讨。研究表明,蒲公英状氧化锌为六方纤锌矿结构,由许多顶端为锥尖形的棒自组装而成;其荧光本征发射峰在388nm处,属于激子跃迁发射。在波长450～492nm处所观察到的3个弱蓝光峰是由锌填隙原子中的电子到价带顶的跃迁所致;在波长492～580nm范围内出现的较为宽泛的绿光发射峰根源于电子从导带底到氧错位缺陷能级间的跃迁。蒲公英状ZnO中存在的结构性缺陷使得原本呈现抗磁性的ZnO具有了室温铁磁性,从而可作为一种稀磁半导体应用到自旋电子学领域中。     

Structural and optical characteristics of Al_xGa_(1-x)N/AlN superlattice

AlN/Al0.3Ga0.7N superlattices were grown on (0001) sapphire substrate by metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD). The superlattice period varies from 6 to 30. The layer thickness of different period stack was designed. GaN or AlGaN template was employed for growing AlN/AlGaN superlattices. Reflectivity, SEM, AFM and XRD data of the AlxGa1-xN/AlN superlattices are presented. It is found that the templates used have an intensive impact on surface roughness and interfacial properties of following AlN/AlGaN superlattices. The result of atomic force microscopy indicates that AlN/AlGaN superlattices grown on GaN template exhibit quasi-two-dimensional growth mode. The resulting superlattice has a smooth surface morphology and distinct interface. No crack is observed in the area of a 2-inch wafer.     

Mierostrueture and Properties of A IN Coating/Graphite Fabrieated via In-situ Reaction

A novel method was used to fabricate AlN coating on graphite substrate. This approach included two steps： firstly, the emulsion composed of BN and anhydrous ethanol was sprayed on the surface of the graphite substrate; secondly, AlN coating was formed through the in-situ reaction of Al with the sprayed BN. The reaction was investigated by thermogravimetric-differential thermal analysis （TG-DTA）, and the phase composition in the synthetic process was characterized by X-ray diffraction （XRD）. Scanning electronic microscopy （SEM） was used to observe the morphology, and electron probe microanalysis （EPMA） was used to observe the distribution of the elements. The experimental results show that the AlN coating is dense and bonded with graphite tightly.