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采用从头计算(ab initio)的方法对比研究了Si1-xGex合金半导体材料中W缺陷、CiCs缺陷和CiOi缺陷的性质.在S1-xGex合金中,Ge原子不能与缺陷核心的C原子和O原子直接成键,但可能与W缺陷核心的间隙Si原子相连.在含CiOi缺陷的晶胞中,Ge原子倾向于取代沿[110]伸长方向的Si原子.随着合金中Ge含量的升高,W缺陷的形成能不断增加,结构稳定性逐渐降低.与w缺陷不同的是,CiCs缺陷和CiOi缺陷在不同Ge含量的Si1-xGex合金中形成能变化较小,变化幅度在0.15 eV以内,理论研究结果与前人的实验结果相吻合. 相似文献
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王静 Mohammed-Ibrahim Jamesh 高强 韩波 孙睿敏 Hsien-Yi Hsu 周成冈 蔡钊 《SCIENCE CHINA Materials》2024,(5):1551-1558
寻找具有高本征活性的水氧化催化剂材料对许多清洁能源技术的发展至关重要.氢氧化物半导体对析氧反应具有一定的电催化活性.然而,该材料导电性较差,限制着其电催化本征活性的提升.本文提出一种兼具高导电性和高催化活性的半金属氢氧化物析氧电催化材料.通过阳离子掺杂和阴离子空位协同作用,镍铁水滑石半导体可转化为半金属材料,其电阻率降低了两个数量级.相应半金属氢氧化物阵列电极的电催化活性显著提升,在10 mA cm-2电流密度下其析氧过电势仅为195 mV,Tafel斜率仅为40.9 mV dec-1,显著优于商用RuO2催化剂(316 mV,99.6 mV dec-1).原位拉曼光谱和理论计算结果表明,半金属氢氧化物可在较低过电位下转化为羟基氧化物中间体,有助于高价态金属活性位点的形成与稳定,从而提升材料的析氧本征活性.本研究表明,兼具优异导电性和催化活性的半金属氢氧化物可作为先进的电极材料. 相似文献
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