Superconductivity in electron-doped arsenene

Based on the first-principles density functional theory electronic structure calculation,we investigate the possible phonon-mediated superconductivity in arsenene,a two-dimensional buckled arsenic atomic sheet,under electron doping.We find that the strong superconducting pairing interaction results mainly from the pz-like electrons of arsenic atoms and the A1 phonon mode around the K point,and the superconducting transition temperature can be as high as 30.8 K in the arsenene with 0.2 doped electrons per unit cell and 12%-applied biaxial tensile strain.This transition temperature is about ten times higher than that in the bulk arsenic under high pressure.It is also the highest transition temperature that is predicted for electron-doped two-dimensional elemental superconductors,including graphene,silicene,phosphorene,and borophene.     

4 ,4′-二巯基二苯醚分子的电子输运性质研究

利用从头算方法和弹性散射格林函数理论,研究了4 ,4′-二巯基二苯醚分子的电输运性质.计算表明,当外加偏压少于0 .9 V时,该分子器件不导电.当外加偏压进一步增加时,该分子器件的电导呈现出平台特征.由于中间氧原子的存在,相对于4 ,4′-二巯基联苯分子来说,该分子的导电特性较差.     

插层三元铁硒超导体的电子结构和磁性质的理论研究

最近发现的插层三元铁硒超导体AyFexSe2（A=K,Rb,Cs和/或Tl）显示诸多新颖现象.为了澄清这些现象,作者分别计算了没有铁空位的基于完整四方FeSe层的AFe2Se2,含有四分之一铁空位的4×2或2×2超结构的AFe1.5Se2,以及含有五分之一铁空位的槡5×槡5超结构的A0.8Fe1.6Se2三种情况下的电子结构和相应的磁构型,发现AFe2Se2是双共线反铁磁的半金属,而AFe1.5Se2和A0.8Fe1.6Se2则是分别具有数十和数百毫电子伏特能隙的反铁磁半导体,并分别处于共线反铁磁长程序和区块化棋盘反铁磁长程序中.作者还分析和讨论了AyFexSe2的这些基本电子结构可能对超导性质的影响.     

分子构型对分子器件伏-安特性的影响

本文以4,4'-二巯基联苯分子为研究对象,利用从头计算方法和弹性散射格林函数理论,研究了苯环之间的不同位置取向对分子的电子结构以及该分子结的伏安特性的影响.计算结果表明苯环扭转角不同会改变分子的电子结构,扭转角的增大会导致分子轨道的扩展性变差,从而使体系的导电性能降低.     

钾掺杂对三联苯的超导特性探寻

新型超导材料的设计合成及其超导机理的探索是目前凝聚态物理学领域的重要研究方向. 本文采用高真空热烧结方法制备了钾掺杂对三联苯粉末材料并表征了它们的晶体结构、分子振动、磁学及超导特性. X射线衍射图谱和拉曼光谱表明在烧结样品中除存在钾掺杂对三联苯和KH外, 还含有苯环重组的C₆₀和石墨成分. 拉曼光谱中部分峰位的红移进一步证实钾成功掺入对三联苯分子晶体中并将4 s电子转移到C原子上. 零场冷却磁性测量结果表明: 多数样品在整个温度测量区间表现为居里顺磁性, 但少数样品呈现出抗磁性, 而且在17.86, 10.00 和6.42 K三个温度点出现磁化率突降的反常行为, 其中17.86 K处的突降很可能源于钾掺杂C₆₀引起的超导转变, 而后两者可能与钾掺杂对三联苯导致的超导相关. 研究结果有助于理解金属掺杂芳香烃有机超导体这一新兴超导家族的晶体生长和物理特性, 同时也提供了一种低温制备C₆₀和石墨的新方法.     

铁原子吸附联苯烯单层电子结构的第一性原理

联苯烯单层由碳原子的四元、六元和八元环组成,具有与石墨烯相似的单原子层结构.2021年5月,Science首次报道了该材料的实验合成,引起了科研工作者的极大关注.基于第一性原理的密度泛函方法,研究了铁原子在联苯烯单层的吸附构型并分析了其电子结构.结构优化、吸附能和分子动力学的计算表明,联苯烯单层的四元环空位是铁原子最稳定的吸附位点,吸附能可达1.56 eV.电子态密度计算表明铁3d电子与碳的2p电子有较强的轨道杂化,同时电荷转移计算显示铁原子向近邻碳原子转移的电荷约为0.73个电子,说明联苯烯单层与吸附的铁原子之间形成了稳定的化学键.另外,铁原子吸附于联苯烯单层后体系显磁性,铁原子上局域磁矩大小约为1.81μB,方向指向面外.因此,本文确认了联苯烯单层是比石墨烯更好的铁原子吸附载体且体系有磁性,这为研究吸附材料的电磁、输运、催化等特性提供了新的平台.     

分子构型对分子器件伏-安特性的影响

本文选取4,4′-二巯基联苯分子通过终端S原子化学吸附于两Au原子团簇形成分子结,利用从头计算方法和弹性散射格林函数理论研究了该分子两苯环之间不同位置取向对分子能级结构以及该分子结伏安特性的影响.计算结果表明苯环扭转角增加会使分子能级发生不同程度的移动,从而引起最高占据轨道(HOMO)与最低未占据轨道(LUMO)的间距增大.扭转角增大也会导致分子轨道的扩展性变差,从而使体系的导电性能降低.当扭转角为90度时,体系的导电性能最差.该工作有利于未来分子电子学器件的设计.     

接触构型及电极距离对4,4’-二巯基二苯醚分子电输运性质的影响

利用从头计算方法和弹性散射格林函数的方法,对4,4'-二巯基二苯醚分子电输运特性的研究结果显示,分子与电极之间接触点的构型以及两电极之间的距离对4,4'-二巯基二苯醚分子的电输运性质都有很大影响.电流随电极距离的变化与耦合系数的变化存在着密切关系.分子末端硫原子处于金原子的顶位上时电流的开启电压很小,而处在金(111)面的空位上时约有1.0V左右电流禁区.与实验结果相比,硫原子更可能处在金(111)面的空位上方.     

用数据归纳法研究一端含有杂质的一维单原子链的局域振动

通过数值计算和数据归纳方法研究一端含有杂质的一维单原子链的局域振动,探讨其产生局域振动的条件和频率,并对其他含有杂质情况进行简要的讨论.     

Charge transfer and variation of potential distributions in the formation of 4, 4＇-bipyridine molecular junction

In this paper the charge transfer and variation of potential distribution upon formation of 4, 4'-bipyridine molecular junction have been investigated by applying hybrid density-functional theory (B3LYP) at ab initio level. The numerical results show that there exist charge-accumulation and charge-depletion regions located at respective inside and outside of interfaces. The variation of potential distribution is obvious at interfaces. When distance between electrodes is changed, the charge transfer and variation of potential distribution clearly have distance-dependent performance. It is demonstrated that the contact structure between the molecule and electrodes is another key factor for dominating the properties of molecular junction. The qualitative explanation for experimental results is suggested.