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Mn-N共掺p型ZnO的第一性原理计算被引量：15: 2014年; 基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法对ZnO(Mn,N)体系的晶格结构、形成能、态密度以及电荷密度进行了计算和理论研究.研究结果表明,Mn和N共掺杂ZnO体系具有更低的杂质形成能和更高的化学稳定性,更加适合p型掺杂.Mn和N以1:2的比例掺杂时,体系的形成能降低,体系更稳定;同时,体系中形成双受主能级缺陷,使得杂质固溶度增大,体系中载流子数增多,p型化特征更明显.此外,研究发现相比于N单掺杂ZnO体系,Mn和N原子共掺杂ZnO体系有更多的杂质态密度穿越费米能级,在导带与价带之间形成更宽的受主N 2p的杂质态,同时空穴有效质量变小.与Mn-N共掺杂体系相比,Mn-2N共掺杂体系的受主杂质在费米能级附近的态密度更加弥散,非局域化特征明显.因此,Mn-N共掺杂有望成为p型掺杂的更有效的手段.; 陈立晶李维学戴剑锋王青; 关键词：第一性原理氧化锌 P型掺杂态密度

Zn空位对Al-P共掺杂ZnO电子结构影响的第一性原理计算被引量：4: 2017年; 采用第一性原理平面波赝势法计算ZnO(Al,P)体系的晶格参数和电子结构,重点分析Zn空位对体系晶体结构、形成能、态密度的影响.计算结果表明:Al和P共掺杂过程中,Al_(Zn)-P_(Zn)有更低的形成能,能带分析呈现n型.并随着Zn空位浓度的增大使得掺杂后的晶胞体积减小,晶格常数c先增大后减小.存在Zn空位的掺杂体系形成能比Al_(Zn)-PO掺杂体系低,体系较稳定.能带分析呈现p型趋势.Al和P以1∶2的比例掺杂时,体系的形成能降低,体系更稳定;同时,比较1个VZn和2个VZn的Al_(Zn)-P_(Zn)共掺杂体系的能带结构发现,随着Zn空位浓度增大,带隙增大,体系p型化特征增强.Al_(Zn)-2P_(Zn)共掺杂体系带隙减小为0.56 eV,更有利于提高其导电性质.然而出现2VZn后,带隙增大为0.73 eV,小于本征ZnO带隙,p型化程度更强烈;此外态密度分析表明2VZn的Al_(Zn)-2P_(Zn)共掺杂使得态密度更加分散,更多的电子穿过费米能级使得p型化更明显.因此,将Al/P按1∶2的比例共掺且Zn空位增至2个时,可以获得导电性能更好的p型ZnO.; 李磊磊李维学戴剑锋王青; 关键词：第一性原理电子结构

硫化氢在金属-有机骨架材料中吸附与分离的计算模拟被引量：2: 2017年; 采用优化的DREIDING力场参数,通过巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)模拟方法对天然气中的两种气体CH_4和H_2S在Cu_6(BTTC)_4(H_2O)_6·x S(1)和[(CH_3)_2NH_2]_3[(Cu_4Cl)_3(BTTC)_8]·yS(2)两种金属有机骨架(MOFs)材料中的吸附与分离性能进行了比较研究.结果证明了聚合物2的吸附量和分离性能相比之下高于聚合物1,且两种材料的吸附机理存在差异.聚合物1中金属Cu和有机基团对于吸附两种气体没有明显的作用,主要分布在小孔道和大孔道;然而聚合物2中的H_2S和CH_4主要吸附在有机基团、金属Cu和-Cl基团周围.则含有-Cl基团的聚合物2展现了优越的吸附能力和稳定性.总而言之,本文获得的结果可以应用于此类研究领域,因此在环境范围中吸附去除污染物可以产生更深层次定性和定量的作用.; 王猛刚李维学戴剑锋王青翟尚宇; 关键词：金属有机骨架材料选择性

碳纳米管增强镁基复合材料热残余应力的有限元分析被引量：11: 2011年; 为了探寻Ni层厚度对镀镍碳纳米管增强AZ91D镁基复合材料(Ni-CNTs/AZ91D)中热残余应力的影响,在实验基础上,建立不同Ni层厚度时Ni-CNTs/AZ91D复合材料的有限元模型,模拟了Ni-CNTs/AZ91D复合材料中热残余应力的分布。研究发现:在碳纳米管表面镀镍能够明显降低Ni-CNTs/AZ91D复合材料中的热残余应力。Ni-CNTs/AZ91D复合材料中,热残余应力在Ni层厚度为6 nm时最小;Ni层厚度由2 nm增至6 nm时,热残余应力随着Ni层厚度的增加而减小;当Ni层厚度超过6 nm时热残余应力随着Ni层厚度的增加而增大。复合材料中热残余应力的最大值随碳纳米管表面Ni层厚度的增加向Ni层与基体的界面移动。; 李维学张胡军戴剑锋王青; 关键词：热残余应力碳纳米管镁基复合材料有限元

二氧化物气体在Cu-BTC中的分子筛效应理论计算: 2016年; 以构型导向Monte Carlo（CBMC）方法模拟了体系温度为298 K,气体压强为0．1~100 kPa下Cu-BTC对SO2、CO2、NO2吸附密度分布.并利用密度泛函理论（DFT）研究了Cu-BTC单元结构对客体分子（SO2、CO2、NO2）的吸附能.结果表明,Cu-BTC 单元结构对 SO2具有更高的吸附能.在比较了3种气体吸附过程后,进一步指出,在单一气体吸附与竞争吸附过程中,Cu-BTC对二氧化物气体粒子分子筛效应是其本身的结构能量差异以及客体分子能量差异综合作用的结果.; 翟尚宇李维学戴剑锋王青陈立晶; 关键词：DFT SO2

碳纳米管增强镁基复合材料强化机制的解析法研究被引量：6: 2012年; 采用剪切滞后模型理论分析了碳纳米管增强镁基复合材料受载时作用在复合材料上各组分的应力;考虑复合材料各种强化机制,建立碳纳米管增强镁基复合材料的屈服强度模型,研究了各组分性能参数对复合材料屈服强度的影响。结果表明,CNTs的长度对CNTs/Mg复合材料屈服强度的影响有限;碳纳米管层数越多或分散越稀疏越不利于提高复合材料的屈服强度;在一定范围内屈服强度随着温度差的增加而增加;CNTs的体积分数对复合材料屈服强度的影响存在最佳值。这表明该模型预测的复合材料屈服强度与实验结果较吻合。; 李维学祝杰戴剑锋王青; 关键词：碳纳米管镁基复合材料屈服强度

碳纳米管增强镁基复合材料的界面分离特性被引量：3: 2011年; 建立碳纳米管增强镁基复合材料界面弹性应力传递摩擦拔出模型,得到镁基复合材料各组分的应力和应变。考虑泊松效应和界面上摩擦应力的作用以及基于界面分离过程能量平衡和界面应变失配原则,得到界面能释放率和裂纹位移展开轮廓的表达式。分别从界面能释放率和裂纹位移展开轮廓两个方面研究复合材料性能参数对碳纳米管增强镁基复合材料断裂的影响。结果表明:界面分离长度和界面厚度较大,则复合材料的界面分离能释放率就越大;较大的界面分离长度、界面厚度、弹性模量和泊松比均对复合材料的裂纹位移展开轮廓产生较大影响;碳纳米管长径比越小,则复合材料的界面分离能释放率和裂纹位移展开轮廓越大;对界面材料的弹性模量和泊松比选择存在着最佳值。; 祝杰李维学戴剑锋王青; 关键词：碳纳米管镁基复合材料能量释放率

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