钴掺杂二氧化锡纳米粉的光致发光和磁学性质

研究了钴掺杂对二氧化锡纳米粉的光致发光性质和磁学性质的影响,发现钴掺杂对发光带的位置影响很小,但紫外发光带与蓝色发光带的强度之比随掺杂含量的增加而下降.当钴掺杂含量达到0.02时,样品中的铁磁性被完全破坏.讨论了样品中的磁相互作用的机理,认为掺杂离子的不均匀分布、自旋极化子与掺杂离子之间的耦合都可能导致反铁磁性的相互作用,这种反铁磁性的作用破坏了铁磁性. 关键词： 钴掺杂二氧化锡 光致发光 磁学性质     

密度泛函理论研究多巴胺在纯的,Fe和Ca掺杂的石墨烯材料表面的吸附机理

本论文用密度泛函理论方法研究了多巴胺在纯的,Fe和Ca掺杂的石墨烯上的吸附机理.通过它们之间的相互作用能,态密度,布局电荷,差分电荷密度分析发现多巴胺平行躺在纯的石墨烯表面主要是π…π,-CH…π相互作用,而垂直放在纯的石墨烯表面主要是-OH…π相互作用,这些都表现为典型的物理吸附.而Fe和Ca掺杂的石墨烯大大增强了多巴胺的吸附,主要体现为典型的化学吸附,因为掺杂金属原子与多巴胺的邻苯二酚羟基主要形成"bridge bidenate"or"monodenate"共价相互作用.而且我们发现"monodenate"共价作用不一定小于"bridge bidenate"共价作用,主要取决于相互作用原子之间最短距离的大小.研究结果有望为多巴胺-石墨烯基体系在生物组织工程,传感器方面的应用上提供有价值的理论指导.     

共振拉曼效应和电子-声子耦合对线性多烯分子共振拉曼光谱的影响

线性多烯分子具有高强度且信息丰富的共振拉曼光谱,在生物学、光电材料和医学等方面都有一定应用.而含有共轭双键的短链β胡萝卜素分子是多烯分子中极具有代表性的分子.在激发光作用下π电子与CC键振动相互作用影响着吸收光谱和拉曼光谱,而共振拉曼效应和电子-声子耦合影响着共振拉曼光谱的强度、频率和线型.测量了β胡罗卜素分子在二氯乙...     

密度泛函理论研究草甘膦在纯的, 金属原子掺杂石墨烯表面的吸附机理

本研究采用密度泛函理论方法详细讨论了纯的石墨烯及Ti, Fe, Al, Ca原子掺杂石墨烯吸附草甘膦的机理.通过它们之间的吸附能,差分电荷密度,布居电荷,态密度分析发现草甘膦可以被纯的石墨烯及金属原子掺杂石墨烯不同程度地吸附.纯的石墨烯对草甘膦的吸附作用远不及掺杂石墨烯,其中,草甘膦在Ca掺杂石墨烯表面有最强相互作用.这是因为草甘膦与纯的石墨烯之间主要形成了-P=O…π,-COOH…π和-OH…π非共价的相互作用,而与掺杂石墨烯之间主要形成了Metal-O“单齿”和O-Metal-O“双齿”共价相互作用.本研究结果希冀为石墨烯在环境保护方面的应用提供有价值的理论指导.     

低能He~(2+)入射He原子转移电离实验中出射电子成像研究

利用反应显微谱仪对70keV He2+-He转移电离过程中的出射电子进行了成像,研究了出射电子的空间速度分布特征.结果表明:电子主要集中在散射平面内;在散射平面内,电子速度分布介于零与入射离子速度Vp之间(即前向出射)且在散射离子和靶核核间轴处有一极小值,呈现出典型的双峰结构.出射电子的上述分布特征可由出射电子波函数σ振幅和π振幅的干涉进行定性解释,σ振幅和π振幅对出射电子波函数的贡献与碰撞参数相关.在小碰撞参数下,π振幅的贡献更加明显;而在大碰撞参数下,σ振幅的贡献更加显著.     

磁耦合Mn2+-Mn2+离子对发光行为研究进展

过渡金属Mn2+掺杂的半导体/绝缘体作为发光材料在照明、显示等领域具有重要应用.Mn2+离子具有5个未成对的d电子,掺杂在发光材料中通常具有高自旋态,其容易与近邻的Mn2+离子发生交换或超交换作用即磁相互作用.此类相互作用可在分子尺度下对电子自旋产生很强的束缚能力,使得磁耦合Mn2+-Mn2+离子对的发光行为不同于孤立...     

本征及掺杂石墨烯对2,3,7,8-四氯二苯并呋喃吸附机理的计算模拟研究

二噁英对人类和环境具有较高的毒性,因此,研制出有效的二噁英有机污染物的去除和检测方法尤为重要.本研究采用密度泛函理论模拟方法详细探讨了本征及Ti,Fe及Pt掺杂石墨烯对2,3,7,8-四氯二苯并呋喃(2,3,7,8-tetrachlorodibenzofuran,TCDF)二噁英污染物的吸附机理.研究结果表明,本征石墨烯及掺杂石墨烯表面对TCDF均有一定程度的吸附,而Ti和Fe掺杂石墨烯对TCDF的吸附远大于本征石墨烯对TCDF的吸附.主要原因是TCDF与本征石墨烯之间主要形成了π…π,C-H…π和C-Cl…π非共价的相互作用,而与掺杂石墨烯之间主要形成了metal-O共价相互作用.研究结果有望为石墨烯材料在二噁英污染物TCDF吸附方面的应用提供有价值的理论指导.     

共轭高分子链中大极化子与小极化子的弹性碰撞

基于Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型,考虑电子-电子相互作用,以及在哈密顿量中引入Brazovskii-Kivova对称破缺项,采用动力学演化的方法研究了在外电场作用下共轭高聚物分子链中大极化子与小极化子之间的弹性散射过程.研究发现,载流子的载荷性质不但决定大小极化子之间的相互作用性质,也深刻地影响了其发生散射后的载流子输运性质.在较低电场的作用下,当两载流子电性相同时,发生碰撞后,小极化子将推动着大极化子一起运动;而当两者电性相反时,碰撞后,大极化子将拖曳着小极化子一起运动.当电场强度超过临界值时,将产生量子隧穿效应,即,大小极化子相互迅速穿透,且不受载流子的载荷影响.     

[C2MIM]+在碳纳米管中结构和性质的理论研究

采用密度泛函理论方法,系统研究了1-乙基-3-甲基咪唑离子 ( [C2MIM]+ ) 在三种不同管径的碳纳米管中的稳定结构、相互作用能和分子轨道性质. 研究表明,随着碳纳米管管径的增加,[C2MIM]+在碳纳米管内的稳定结构从居中的位置越发靠近碳纳米管的管壁,其与碳纳米管的结合能也从-45.52 kcal/mol降低到-39.45 kcal/mol. 通过分析[C2MIM]+在不同尺寸碳纳米管中的分子轨道排布,发现研究体系的HOMO轨道和LUMO轨道主要是局域在碳纳米管上,电子跃迁表现为π→π*,表明[C2MIM]+与碳纳米管之间为弱的范德华作用. 本研究为理解离子液体与碳纳米管之间的相互作用提供了重要的理论基础.     

密度泛函理论研究多巴胺在纯的, Fe和Ca掺杂石墨烯材料表面的吸附机理

本论文用密度泛函理论方法研究了多巴胺在纯的, Fe和Ca掺杂的石墨烯上的吸附机理. 通过它们之间的相互作用能, 态密度, 布局电荷, 差分电荷密度分析发现多巴胺平行躺在纯的石墨烯表面主要是π•••π, -CH•••π相互作用, 而垂直放在纯的石墨烯表面主要是-OH•••π相互作用, 这些都表现为典型的物理吸附. 而Fe和Ca掺杂的石墨烯大大增强了多巴胺的吸附, 主要体现为典型的化学吸附, 因为掺杂金属原子与多巴胺的邻苯二酚羟基主要形成“bridge bidenate” or “monodenate”共价相互作用. 而且我们发现“monodenate”共价作用不一定小于“bridge bidenate”共价作用, 主要取决于相互作用原子之间最短距离的大小. 研究结果有望为多巴胺-石墨烯基体系在生物组织工程, 传感器方面的应用上提供有价值的理论指导.     

共轭高聚物链中极化子生成的掺杂效应

在紧束缚近似下,用绝热动力学演化的方法研究了共轭高聚物链中低浓度掺杂对极化子生成位置的影响.研究发现,掺入杂质与注入电子的先后次序不同,极化子生成的位置会有很大差别,先注入电子后掺入杂质的情况下,在链端自由区与过渡区,极化子生成位置受杂质影响较小;而先杂质后电子的次序下,极化子的生成位置明显受到杂质的控制.该研究表明共轭高聚物链中极化子的生成位置可通过调节掺杂与电荷注入的次序加以控制,从而可达到间接改变载流子迁移率的目的.     

调控声子提高Tm3+掺杂体系的频率上转换荧光

应用激光光谱学技术,探讨了Tm³⁺离子掺杂透明氟氧化物玻璃陶瓷体系中声子调控对红色激光抽运荧光辐射性质的影响. 研究了基质结构和样品环境温度与电声子相互作用的联系以及声子变化对于荧光辐射产生的影响. 发现改变基质材料的SiO₂含量能影响蓝色上转换荧光效率. 另外,依据温度与声子能量之间的联系,通过改变样品环境温度可明显调节低声子基质材料中掺杂离子激发态能级的布居速率,改变上转换效率. 关键词： 荧光辐射 声子 无辐射弛豫 荧光寿命     

Na掺杂反式聚乙炔中的孤子晶格的能谱与电子束缚态

从离散的ＳＳＨ模型出发，考虑了链内的电子相互作用，以及由杂质和周围链上的荷电孤子产生的库仑势的影响，探讨了各种掺杂浓度的反式聚乙炔中孤子晶格的能谱与电子束缚态。计算结果表明：在孤子晶格的能谱中，在价带底有两条定域能级，在导带顶存在着多个电子束缚态，随掺杂浓度的升高，束缚态的局域性减弱，禁带中的孤子能级形成孤子能带。当掺杂浓度高达１６．６７％时，所有的电子束缚态都消失，转变为扩展态。孤子晶格的禁带宽度随着掺杂浓度的增加而增大，最高占据态与导带底之间的能隙则随之逐渐减小。孤子能带底与价带顶之间的能隙在临界浓度附近有一极大值。还讨论了电子－电子相互作用对孤子晶格能谱的影响。 关键词：     

Mn2+、N2-共掺杂Zn2GeO4晶体电子结构和光学性质的研究

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法对本征Zn2GeO4，Mn2+掺杂Zn2GeO4，Mn2+/N2-共掺杂Zn2GeO4超晶胞进行了几何结构优化，计算了掺杂前后体系的晶格常数、能带结构、态密度和光学性质。结果表明，Mn离子掺入后，Mn离子3d轨道与O离子2p轨道之间有强烈的轨道杂化效应，掺杂系统不稳定，而Mn/N离子共掺后，Mn离子和N离子之间的吸引作用克服了Mn离子之间的排斥作用，能够明显地提高掺杂浓度和体系的稳定性。光学性质计算结果表明，Mn离子与N离子共掺杂能改善Zn2GeO4电子在低能区的光学跃迁特性，增强电子在可见光区的光学跃迁；吸收谱计算结果显示，Mn离子与N离子掺入后体系对低频电磁波吸收增加。     

Fe和Co离子在YBCO中团簇效应的理论和实验研究

通过数值模拟计算和正电子湮没等方法,系统研究了磁性离子Fe和Co掺杂的YBCO系列样品,结果表明,小掺杂量时离子以分散形式存在,随着掺杂量增大,离子以不同的团簇形式进入晶格,并通过团簇带入氧离子.在Cu-O链区域六离子团簇出现的几率最大,团簇效应抑制了空穴载流子的产生及其向CuO2面区域的转移,弱化了载流子库的功能.然而由于它们仅间接影响了电子的配对和输运,因而对超导电性抑制较弱.另外,通过与非磁性离子掺杂效应等因素比较,显示出Fe和Co掺杂对超导电性抑制与其磁性没有直接关联.     

Pr掺杂对DyMnO3体系结构、磁性与电极化特性的影响

本文报告了Pr掺杂对Dy_(1-x)Pr_xMnO_3多铁性化合物结构与磁电性能的影响.研究表明Pr的掺杂增强了A位离子Dy与B为离子Mn之间的相互作用,提高了DyMnO_3的磁化与电极化强度.其机理可归结为Pr~(3+)掺杂使得Dy~(3+)在低温条件下的磁矩排列发生变化,使得Dy与Mn的螺旋耦合作用增强,从而提高了的体系的宏观磁性能和电极化强度.     

Na、 Be、 Mg掺杂单层MoS_2的第一性原理研究

本文基于第一性原理研究了Na、 Be、 Mg掺杂单层MoS_2的稳定性、能带结构、态密度以及电荷分布.得到Be掺杂单层MoS_2体系在实验上较容易实现,在三者掺杂体系中稳定性最强.与此同时,掺杂体系的带隙值都降低,有利于电子的跃迁,增强了导电性能;掺杂原子打破了原体系的平衡关系,导致周边S原子p轨道上的多余的电子会与近邻Mo原子d轨道上的电子产生相互作用;平衡的打破,也导致了杂质原子周围存在着电荷聚集和损失的现象.     

La_(0.4)Ca_(0.6)MnO_3中Mn-位Fe和Cr掺杂对磁性质的影响

研究了Fe和Cr掺杂对La0.4Ca0.6Mn O3中电荷有序反铁磁基态的调控作用.磁性质的测量结果表明,两种离子掺杂均能有效抑制原型样品中的长程电荷有序相,但是Fe离子掺杂样品均具有反铁磁的基态,而Cr掺杂样品中则出现了显著的铁磁性.结合电输运测量结果显示,Cr掺杂引起的铁磁态同时具有金属性,表明其中是电子双交换作用占主导.对比两种掺杂离子的电子结构发现,Cr离子空的e g电子轨道促进了电子双交换作用,而Fe掺杂则只是引入了不同的自旋交换作用,导致自旋无序.     

TTF-TCNQ的Peierls相变研究

根据建立在电子-声子相互作用基础上的Peierls相变理论，利用形变势模型和半经验晶体轨道方法计算的能带结构数据，对一维有机导体TTF-TCNQ的Peierls相变温度进行了计算，结果表明,TTF链的相变温度低于TCNQ链的相变温度，从而说明前者的电子-声子耦合相互作用比后者要弱,TTF-TCNQ在54K的金属-绝缘体相变主要发生在TCNQ链上. 关键词： 一维有机导体 Peierls相变温度 电子-声子相互作用     

精确计算n-n重正化链图传播下n+n→２π0反应截面

采用中子n-反中子n与中性介子π⁰强相互作用的Lorentz不变耦合模型,对n-n重正化链图传播子作了有关物理分析及其严格解析计算,获得精确理论计算结果. 进而将此结果用于n+n→2π⁰反应的物理过程分析及其截面的计算研究中,并精确计算出n-n重正化链图传播下n+n→2π⁰反应微分截面. 还将此计算结果与n-n树图和重正化单圈链图传播下n+n→2π⁰反应微分截面作了对比分析,获得了有关辐射修正的重要信息. 此结果对于深 关键词： Lorentz不变耦合模型 重正化链图传播子 微分截面 辐射修正