相场晶体法模拟过冷熔体中的晶体生长

利用相场晶体(phase-field crystal)模型,采用有限差分法,模拟了过冷熔体中晶体生长过程,研究了不同相区、不同过冷度对晶体生长过程的影响.结果表明,在共存区中,随着演化的进行,晶体生长被抑制,液-晶边界层逐渐变厚;在单相区中,随着过冷度的增大,晶态区面积显著增加,液-晶边界层逐渐变薄.晶体生长速度和过冷度成近似线性的关系. 关键词： 相场晶体 自由能函数 过冷熔体 晶体生长     

氮化硼纳米带功能化碳纳米管的热自旋输运性质

热自旋电子学器件结合了自旋电子学和热电子学各自的优点,对人类可持续发展具有重要作用.本文研究了锯齿形BN纳米带(ZBNRs)共价功能化碳纳米管(SWCNT)的电子结构,发现ZBNRs-B-(6,6)SWCNT为磁性半金属,nZBNRs-B-(6,6)SWCNT(n=2—8)为磁性金属;nZBNRs-N-(6,6)SWCNT(n=1—8)为双极化铁磁半导体;4ZBNRs-B-(4,4)SWCNT和4ZBNRs-N-(4,4)SWCNT为磁性半金属,4ZBNRs-B-(m,m)SWCNT(m=5—9)为磁性金属;4ZBNRs-N-(m,m)SWCNT(m=5—9)为双极化铁磁半导体.然后,基于锯齿形BN纳米带共价功能化碳纳米管设计了新型热自旋电子学器件,发现基于ZBNRs-N-(6,6)SWCNT的器件具有热自旋过滤效应;而8ZBNRs-N-(6,6)SWCNT和nZBNRs-B-(6,6)SWCNT(n=1,8)都存在自旋相关塞贝克效应.这些发现表明BN纳米带功能化碳纳米管在热自旋电子学器件方面具有潜在的应用.     

飞秒激光加载下二维氮化硼损伤机理研究

二维氮化硼用在纳米电子及光电子领域时,常用飞秒脉冲激光进行加工,因此研究飞秒激光与二维六角氮化硼(h_BN)相互作用具有很好的应用价值.本文基于含时密度泛函理论研究了飞秒激光脉冲与二维h_BN纳米片相互作用,研究结果表明:激光脉冲作用在二维h_BN纳米片时,N-H键、B-H键键长被拉长,B-N键逐渐被破坏,最终导致二维h_BN整个结构坍塌而解体.此外,还发现激光强度影响N-H、B-H、B-N键最先断裂时间;同时飞秒激光的极化方向影响电荷密度分布.     

利用法拉第效应测光波波长

基于法拉第效应和柯西色散公式给出了一种新型的测量光波波长的方法。根据旋光角θ与磁感应强度B,获得样品的费尔德常数,再利用费尔德常数与波长的关系计算出光波波长,实现光波波长的测定。研究表明倍频法和消光法测量He-Ne激光器波长的误差分别为3.47%和6.67%,实现了波长较为精确的测量,同时提供了一种新的测量单色光波波长的方法。     

基于压应力的新型温度计设计

利用应变式压力传感器测量由全桥式双金属片因热胀冷缩产生的形变,获得温度调制的电压信号,并通过A/D转换芯片将信号传入STM32F407ZGT6核心控制器,利用TFT屏幕来显示所测温度,获得了一种低成本、低功耗的新型数字温度计。     

P型掺杂BaSnO3的电子结构和光学性能的第一性原理研究

基于密度泛函理论,计算了Y以及In掺杂BaSnO3的稳定性、电子结构和光学性质。结果表明Y以及In掺杂BaSnO3体系结构稳定,且均为p型透明导电材料,在可见光区透过率大于85%,且Y以及In掺杂BaSnO3体系的导电性明显得到了改善。     

碳、氧、硫掺杂二维黑磷的第一性原理计算

基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,研究了二维黑磷中的碳原子(C P)、氧原子(C P)、硫原子(S P)掺杂的几何结构、磁学性质和电子结构.发现掺杂体系结构稳定,C P和O P体系形变较大,而S P体系形变较小;二维黑磷本身无磁矩,掺杂后都具有1μB的总磁矩.由于掺杂体系具有稳定的铁磁性,使其在自旋电子器件方面可发挥重要的作用.     

氟掺杂钛酸钡的电子结构和磁性的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,计算了F掺杂立方相BaTiO3的稳定性、电子结构和磁性.结果表明F掺杂BaTiO3体系结构稳定,掺杂体系的磁耦合作用与F原子间距密切相关.当F原子间距为0.6468nm时具有很强的铁磁耦合作用,其磁性机制可归结为未配对的Ti 3d电子自旋极化,且一个F原子替代产生1.0μB磁矩.当F原子间距为0.4933 nm时为反铁磁耦合,而间距大于0.7511 nm时为顺磁态.由于F掺杂立方相的BaTiO3可以获得比较好的铁磁性而且其稳定性很高,故有望在自旋电子器件方面发挥重要的作用.     

碳掺杂BaTiO3的电子结构和磁性研究

基于密度泛函理论,从头计算了C间隙和替位氧掺杂立方结构BaTiO3的电子结构和磁学性质．结果表明C掺杂BaTiO3在自旋极化状态下的总能量比自旋非极化状态下的总能量小,说明C掺杂BaTiO3的基态具有铁磁性．从态密度和自旋电子密度分布可知,C位于BaTiO3间隙的磁性机理和过渡金属掺杂半导体产生磁性的机理类似：C替位掺杂BaTiO3体系磁性源于未配对的C2p电子．     

Magnetic properties of Co-doped SnO: first-principles calculations

Based on density functional theory calculations,the electronic and magnetic properties of Co-doped SnO are investigated.It is found that the spin-polarized state,with a magnetic moment of about 1.0 μ B per Co-dopant,is more favorable in energy than the non-spin-polarized state.Moreover,the origin of the ferromagnetism in Co-doped SnO is found to be the double exchange mechanism.Our results indicate that Co-doped SnO is a possible candidate of the p-type spintronics material.