锯齿型单壁碳纳米管的光电性质

应用基于广义梯度近似的密度泛函理论中的简化广义梯度近似方法(PBE)对(7,0)至(18,0)锯齿型单壁碳纳米管在极化与非极化条件下从紫外波段到近红外波段的光电性质分别做了理论计算,得到了锯齿型碳纳米管的各光学常数峰值和各光学常数峰值所对应的波长与其手性参数n之间的对应关系和变化趋势。结果表明:除反射率和损耗外的各光学常数的峰值是随着n的增大而减小的;除反射率峰值对应波长外,其它光学常数的峰值对应的波长值随着n的增大逐渐趋于一个恒定值。     

C20富勒烯分子及C±20富勒烯离子特性分析与比较

以C1对称C20富勒烯分子为模型,在Gussion03上做了结构优化、频率计算以及自然键轨道理论(NBO)计算,并在同样的方法和基组下分别对C20分子得失一个电子的情况做了计算,并进行了分析和比较.结果表明:C1对称C20富勒烯分子不稳定,易于得失电子而以离子形式存在.C20,C+20,C-20三者的能量关系为:EC20＞EC+20＞EC-20,C20更容易得到电子,成为C-20.三种分子的能隙关系为:ΔEC20＞ΔEC+20＞ΔEC-20,说明C20分子带电后电子性质更活泼.C+20富勒烯离子的杂化方式最接近sp2杂化     

C_(20)分子与C_(20)~±离子的电子及光谱特性分析比较

利用Gaussion98对C20分子及C2±0离子进行了结构优化、频率计算,得到了没有虚频的稳定结构。在此基础上对C20分子及C20±离子的电子结构和振动光谱进行了比较分析。自然键轨道理论(NBO)分析表明:三者都具有离域特性,C20分子及C20-离子的电子都向部分原子转移,它们的共价键是带有部分离子性质的共价键。对三者的光谱计算显示C20+离子几乎没有红外吸收特性,而喇曼光谱较容易将C20分子和C20±离子分辨开来。红外光谱可以将C20-离子与C20+离子区分开。     

微型扑翼飞行器驱动系统工程设计方法

以微型扑翼飞行器研制为背景,从系统的角度提出了一种仿生扑翼驱动系统的工程设计方法。根据仿生尺度率原理,对微型扑翼飞行器的总体参数进行了初步设计,提出了驱动系统的设计目标。进行了扑动翼风洞实验,以实际能达到的飞行状态为标准对实验数据进行分析处理,获得了扑动参数的可行范围和功耗需求。对微型无刷电机进行了工作特性测试,得到了电机转速、转矩、输出功率、效率等的拟合关系。综合考虑扑动参数可行范围、功耗需求和电机特性等多个因素,对驱动系统的减速比分配、减速器优化和四连杆扑动机构计算等方面进行了设计,得到了具有良好系统匹配性能的微型扑翼驱动系统,并通过样机研制和飞行实验证明了设计方法的有效性与可行性。所得研究结论对微型扑翼飞行器的工程设计和研制有一定指导意义。     

赵固二矿14030工作面煤壁片帮柔性加固方案优化

为控制赵固二矿14030大采高工作面煤壁片帮,分析了大采高工作面煤壁片帮机理,得出煤壁片帮主要分为拉裂破坏和剪切破坏两种形式。通过柔性注浆加固工艺能提高煤体强度,有效控制煤壁片帮。通过数值模拟软件UDEC对注浆孔位置进行了优化,得出当注浆孔位置距离底板高度为5 m时,煤壁破坏范围最小,柔性加固效果最好。     

石墨烯带长度变化与电子结构和电子输运的关系

利用基于非平衡格林函数的密度泛函方法,对长度变化石墨烯带的电子结构和输运特性进行了研究,得出在同一长度的石墨烯带内,系统态密度的峰值与电子传输概率的峰值具有较好的对应关系,但是电子传输概率的大小与电子态密度值的大小没有明显的正比关系。随着长度的增加,电子的传输更倾向于集中在某几个能量态,传输曲线呈现梳齿状,这是由于石墨烯带越长,电子态呈现越稳定的分布。研究还得出不同长度的石墨烯带的电导值和HOM O-LUM O差值成反比,且随着石墨烯带长度增大,其电导出现非线性变化,且呈现规则的振荡状态。     

锯齿形石墨烯带(7-ZGNR)输运性质的研究

采用基于密度泛函方法的非平衡格林函数,对无限长锯齿形石墨烯带(7-ZGNR)的态密度和输运性质进行了理论计算和模拟。结果表明,此石墨烯带的电子输运系数和其态密度有关,波峰与波谷分别相对应。此外,输运曲线近似在费密能级两边对称。由于宽度只有10nm左右,石墨烯带受量子效应的影响,对不同本征能量的电子的输运系数呈整数变化,相应的电导呈现阶跃式变化,其值均为量子电导G0的整数倍。另外,给石墨烯带加以0~1.5V的偏压,计算I-V曲线。结果发现,此石墨烯带在0~1.5V内的I-V曲线接近于线性,考虑到其带隙值较小,因此可认为7-ZGNR是金属型的锯齿形石墨烯带。采用类似的方法,可以判定其他石墨烯带的输运性质。     

弯曲锯齿型单壁碳纳米管的电子学特性研究

采用密度泛函数的B3LYP和非平衡格林函数方法分别对锯齿型单壁(5.0)碳纳米管(SWCNT)及外接Au电极后的电子结构和电子传输特性进行了理论研究。另外用同样的方法,对弯曲的SWCNT和外接Au电极的器件的电子结构、电子传输特性进行了研究。比较发现,两个模型在HOMO状态下的电子分布主要集中在两端,总的传输性能比LUMO状态下要弱。虽然两种模型具有相似的能带结构,但弯曲SWCNT的能隙较未弯曲SWCNT的能隙要小。另外两种模型的传输谱与态密度有着明显的对应性,但弯曲的碳纳米管的传输谱较未弯曲碳纳米管的传输谱峰值大很多,说明弯曲过后SWCNT的电子输运性能要远优于未弯曲SWCNT。     

微纳加工中探针与工件碳元素作用机理

以加工件中碳原子为基本模型,构成与电极间相互作用系统。通过理论计算和模拟研究了碳元素在外加电极情况下,整个系统的电子传输过程与电子态密度的分布,结果显示费密能级附近态密度不为零,有能带存在,且能带较宽,离域性较强。同时对电极和工件间距不断变化时系统的电子传输和态密度的变化进行了研究,结果表明,随着距离的增加,本征能量不断减少,电子态密度降低,电子隧穿减弱,从而导致传输概率也逐渐降低。当距离大于0.4 nm时,电子不能完全通过,电火花加工处于截止状态。     

通过顺序超声雾化和热解法规模化制备高效单原子铁氮碳电催化剂

燃料电池中氧还原反应(ORR)目前面临的主要挑战是如何大规模生产高效、耐用、廉价的单原子催化剂.针对这个问题,我们开发了一种通用的策略,即利用简单的超声雾化耦合热解和煅烧过程来大规模合成单原子FeNC催化剂(FeNC SACs).通过微观结构表征发现,活性中心位于与四吡啶N原子螯合的单原子Fe位点.具有特定可识别的、不...