基于价电子理论的Ag-Sn金属间化合物形成机理

SnAgCu焊点中的金属间化合物(intermetallic compounds,IMCs)Ag3 Sn脆性大且电阻高,对焊点可靠性具有重要影响,有必要明确其形成过程和相变机制以控制其生长.采用固体与分子经验电子理论(empirical electron theory,EET)研究Ag-Sn系统中的主要扩散元素及原子运动路径,应用自洽键距差(self-consistent bond length difference,SCBLD)法计算了Ag-Sn系统内参与反应相的价电子结构及可能形成的固溶体的结合能,根据结合能变化趋势从价电子层面描述出Ag3 Sn在焊点内部的形成过程.研究结果表明:Ag-Sn系统中的主要扩散元素为Sn,Sn原子进入Ag晶胞形成固溶体,固溶体内原子重新排布,形成结合能更高、排布更均匀的共价键,造成晶格膨胀,位于(110)晶面和面心位置的Ag原子随之向外扩张,形成了同样具有良好对称性的Ag3 Sn,与前人研究Ag-Sn系统扩散的实验结果相符.     

贵金属Cu、Ag、Au的电子结构和物理性质

由纯金属单原子理论(OA)确定了面心立方结构(FCC)贵金属Cu、Ag、Au的电子结构依次为[Ar](3dn)5.58(3dc)4.21(4sc)0.23(4sf)0.98、[Kr](4dn)4.87(4dc)4.56(5sc)0.66(5sf)0.91、[Xe](5dn)4.20(5dc)4.90(6sc)1.57(6sf)0.33,并确定了Cu、Ag、Au的密排六方结构(HCP)和体心立方结构(BCC)两种初态特征晶体和初态液体的电子结构。根据自然态的电子结构定性解释了熔点、拉伸强度、维氏硬度、体弹性模量、电导和热导率物理性质差异与电子结构的关系,定量计算了晶格常数、结合能、势能曲线及线热膨胀系数随温度的变化。根据非自然态的电子结构,定性解释了晶体结构BCC和HCP的关系。     

固-液界面结合能的计算及其在核壳结构颗粒制备研究中的应用

讨论了表面自由能色散分量、Lewis酸分量和Lewis碱分量的测定和计算方法,并计算得到固-液界面结合能数值。通过计算水、酒精在羟基磷灰石(HAp)和二氧化硅表面的界面结合能,发现酒精在HAp表面的结合能要低于水在其表面的结合能。因此,在正硅酸乙酯水解为硅醇和缩聚为二氧化硅的过程中,需要对HAp进行表面改性并调控反应条件以使二氧化硅在HAp上沉积,同时避免二氧化硅在溶液中独立形核生长的分相现象,所开展的HAp/二氧化硅制备实验的结果也对这一理论推测进行了很好的验证。     

精确计算氢键结合能的相关一致性基函数两点外推法

为了获得精确的氢键结合能并减小计算需求,在CCSD(T)水平下使用了一种基于相关一致性基函数的简单两点外推公式。为了提高氢键结合能的精确度,在公式中增加了一个变量。根据10个氢键体系分析的结果显示,使用基函数aug-cc-pVDZ和aug-cc-pVTZ计算所得总能量之差与变量存在线性关系,进而得到新的外推公式。从用于测试的18个氢键体系的数据显示,由这种外推方法获得的氢键结合能与使用基函数aug-cc-pVQZ计算所得结果能够很好的吻合。     

固态碱组分碱矿渣水泥水化热及结合能变化规律研究

通过测定水化热和元素结合能， 固态碱组分碱矿渣水泥在水化过程中化合物的分解，变化和形成过程，为进一步研究这种新型胶凝材料的水化机理提供了理论依据。     

在外电场作用下有限抛物量子阱中类氢杂质态结合能

采用变分方法研究GaAs/AlxGa1-xAs有限抛物量子阱中类氢杂质态能量和结合能随外电场和阱宽的变化关系.在计算中考虑了电子有效带质量和介电常数随空间坐标(或合金组分)的变化因素.结果表明,外电场对类氢杂质态能量和结合能均有明显的影响,并且这些影响随着阱宽的增大而增大.电子有效带质量和介电常数随空间坐标的变化效应使得类氢杂质态基态能量减小,结合能增大,此效应随着阱宽的增大明显变小.     

石墨烯的SiC外延生长及应用(续)

正3.3 X射线光电子能谱XPS能谱分析的基本原理:一定能量的X光照射到样品表面和待测物质发生作用,可以使待测物质原子中的电子脱离原子成为自由电子。通过接收并测量这些光电子的能量,得到原子或分子内部各轨道的结合能,从而就可以了解样品中元素的组成。图8所示为样品的XPS能谱图,图中各峰值     

尿嘧啶和它的分子识别膜之间相互作用机理的理论研究

运用密度泛函方法研究尿嘧啶分子识别膜的作用机理,提出了分子识别膜的4种可能的分子间相互作用方式,对基于分子间氢键相互作用构建的复合物结构进行了优化,求得了相应的结合能;同时,对这4种可能存在的复合物的振动模式实施了理论计算预测,并与实验数据相对比,最终推断出该分子识别膜内的主要作用方式。     

GaN基量子阱激子结合能和激子光跃迁强度

采用变分法,计算了GaN基量子阱中激子结合能和激子光跃选强度。计算结果表明,GaN基量子阱中激子结合能为10－55meV,大于体材料中激子结合能,并随着阱宽减小而增加,在临界阱宽处达到最大。结间带阶同样对激子结合能有着较大的影响,更大带阶对应更大的结合能。同时量子限制效应增加了电子空穴波函数空间重叠,因此加强了激子光跃迁振子强度,导致GaN/AlN量子阱中激子光吸收明显强于体材料中激子光吸收。     

蒙脱土的价电子结构与其同晶置换

为研究蒙脱土结构与其性能的关系,根据蒙脱土的晶体结构,设定其结构单元,运用"固体与分子经验电子理论(EET)"对蒙脱土的价电子结构进行计算.研究表明:与理想蒙脱土相比,八面体中0.66个铝被镁同晶置换后蒙脱土结构单元的结合能基本不变,且与氧桥相连的四面体和八面体中主要键的共价电子分布差距变小;蒙脱土3个亚层之间的作用力比片层之间的分子间作用力大两个数量级,证明了蒙脱土的3个亚层结构稳定;在极性介质中可以改变蒙脱土片层间距,但其3个亚层不易分离.