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氧修饰磷烯中电子、弹性和压电响应的应变工程
摘要： 基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了半氧化磷烯在单轴应变下的电子、弹性和压电性质。锯齿形和扶手椅形单轴载荷均导致部分电荷和带隙发生显著变化，当半导体-金属转变发生在亚稳态区域之外时尤为明显。桥接结构由于具有较高的屈曲参数，在扶手椅方向上展现出优异的柔韧性。计算证实了极化的线性响应特性。面内与面外应力压电系数与二维材料相当。结果表明，通过单轴应变和氧原子排布均可调控磷烯的各向异性特性，使这种新型衍生物成为柔性器件和能量转换应用的理想材料。
关键词： 磷烯氧化物、电子特性、压电响应、弹性区域、应变效应
更新于2025-09-10 09:29:36
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计算化学与实验相结合解释Ca??V?O??的几何结构、电子结构及光学性质
摘要： 本文通过实验与理论相结合的研究方法，首次揭示了Ca10V6O25晶体的结构、电子及光学特性。采用微波辅助水热法（MAH）在120°C的短时反应条件下合成了不同形貌的该晶体?；诿芏确汉砺鄣牡谝恍栽砹孔恿ρЪ扑悖竦昧薈a10V6O25晶体在基态与激发态（单重态和三重态）的几何结构与电子性质。结合X射线衍射（XRD）及Rietveld精修测量结果，证实该晶体构建单元由三类畸变六配位[CaO6]团簇（八面体、棱柱体和五角锥体）及畸变四面体[VO4]团簇构成。结构与振动频率的理论与实验结果高度吻合，由此成功指认了Ca10V6O25超结构的拉曼模，这不仅阐明了材料晶胞结构及Ca/V原子配位情况，还揭示了单重态(s)与激发态（单重态s*和三重态t*）中发生的电荷转移过程——正是该过程产生了Ca10V6O25晶体的光致发光现象。
关键词： 结构特性、电子特性、Ca10V6O25、微波辅助水热法、光致发光、光学特性
更新于2025-09-10 09:29:36
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面内应变对共格石墨烯/六方氮化硼超晶格的影响
摘要： 由于原子级薄的结构特性，石墨烯/六方氮化硼（G/hBN）异质结构对外部机械力和施加于其晶格结构的形变具有高度敏感性。特别是应变会导致G/hBN电子特性的改变。此外，由石墨烯和hBN层错位引起的莫尔结构为G/hBN的电子行为引入了新特征。通过第一性原理计算，我们研究了在同时对两层施加面内应变时，不同堆垛缺陷的G/hBN中应变诱导的电子特性改变。我们观察到，在实验适用系统中，数个百分点量级的面内应变与莫尔图案相互作用，会导致显著的能谷偏移、带隙调制以及基底诱导的费米速度重整化的增强。此外，我们发现无论应变方向如何，当施加面内非等双轴应变时，锯齿方向对电子传输的效率会更高。
关键词： 应变、石墨烯/六方氮化硼、莫尔图案、电子特性
更新于2025-09-10 09:29:36
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[化学建模] 化学建模 第14卷（第14卷）|| 从石墨烯到硼烯：迷人的二维材料
摘要： 自然界中，任何化学元素的单原子自由悬浮薄片都不存在，也没人能想象这种结构的存在。然而科学家成功合成了硼或碳的单原子薄片并研究了其特性。因此，单层薄片如今作为具有独特电子、机械、光学和磁性能的二维材料备受关注，它们在纳米技术领域也具有潜在应用价值。
关键词： 硼烯、纳米技术、石墨烯、二维材料、电子特性
更新于2025-09-10 09:29:36
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电子-声子耦合对甲基铵铅碘钙钛矿电子性质的影响
摘要： 温度会显著影响甲胺铅碘（CH3NH3PbI3）吸收体的太阳能效率，即便在单一相稳定范围内，系统电子结构的变化也会导致这种效应。本文采用第一性原理密度泛函理论，研究了CH3NH3PbI3四方相和正交相的电子能带结构随温度的变化规律。通过蒙特卡洛方法计算了全阶电子-声子相互作用——考虑到二阶艾伦-海涅-卡多纳理论在电子-声子耦合中并不适用，这种计算方式是必要的。结果表明能带间隙随温度升高而增大，与实验数据高度吻合。我们证实非谐效应仅在四方-立方相变温度附近起重要作用。研究还发现温度对有效质量和拉什巴耦合具有显著影响：室温条件下，电子-声子耦合使能带有效质量增至T=0K时的两倍，同时使拉什巴耦合强度减半。这些结果凸显了电子-声子耦合对杂化钙钛矿电子特性的重要影响。
关键词： 能量转换与存储、甲基铵铅碘钙钛矿、等离子体学与光电子学、电子-声子耦合、电子特性
更新于2025-09-10 09:29:36
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通过将单层黑磷卷曲成纳米卷轴显著提升载流子迁移率与本征稳定性
摘要： 将二维材料卷曲成纳米卷不仅能够保留其二维母体的优异特性，还能展现出源于一维管状结构的独特物理化学性质。本研究报道了一类新型黑磷纳米卷（bPNSs），其在室温下具有稳定性且能量上比二维黑磷更有利。最显著的是，这些bPNSs具有可调的直接带隙和极高的载流子迁移率（例如双层bPNS的迁移率约为二维黑磷单层的20倍）。其独特的自封装结构和层依赖的导带最小值能大幅阻止O?进入及O??的产生，从而有效抑制可能的环境降解。增强的本征稳定性和提升的电子特性使bPNSs在诸多先进电子或光电子应用中极具前景。
关键词： 光电子应用、黑磷纳米卷、载流子迁移率、本征稳定性、电子特性
更新于2025-09-09 09:28:46
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铁电BiAlO?(0001)极性表面热力学稳定性的偏振方向依赖性
摘要： 铁电氧化物的极性表面在基础研究和实际应用中都具有重要意义。本报告通过理论研究确定了铁电BiAlO3(0001)表面的热力学稳定性和电子特性。根据计算得到的表面相图，我们预测在相同化学条件下，具有相反极化的BiAlO3表面会呈现不同的平衡化学计量比。除表面化学成分的非化学计量特性外，我们还发现表面态的异常填充也能导致表面金属化，以补偿显著的表面积极性。本研究不仅从原子尺度揭示了BiAlO3(0001)表面的本质，还为新型磁电器件和先进表面化学提供了实践指导。
关键词： 磁电设备、表面化学、热力学稳定性、表面金属化、BiAlO3(0001)表面、电子特性、铁电氧化物
更新于2025-09-09 09:28:46
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材料科学与工程参考模块 || 康普顿散射
摘要： 康普顿效应由阿瑟·霍利·康普顿（Compton，1923a,b）发现，是量子力学发展史上的里程碑。1929年，杜蒙特及其合作者（DuMond，1929）首次运用费米-狄拉克统计理论解释了铍元素的康普顿轮廓形状。此后三十年代又开展了若干关于康普顿轮廓与电子动量密度的基础研究（DuMond和Kirkpatrick，1930）。随着新一代光子探测器的发展，该技术在六十年代中期得以复兴。文献中现有多篇关于该技术发展的综述（Williams，1977；Cooper，1985；Lovesey和Collins，1995；Cooper等，2004；Schülke，2007；Ahuja，2010）。随着第三代同步辐射光源的问世及探测器技术的进一步改进，康普顿散射（CS）现已成为研究多种材料电子特性的成熟工具。甚至利用圆偏振同步辐射开展的康普顿散射研究，还被应用于材料磁行为分析。
关键词： 电子特性、康普顿散射、同步辐射、磁行为
更新于2025-09-04 15:30:14
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掺硅氧化锌纳米片的稳定性和电子性质：一项密度泛函理论研究
摘要： 本研究利用密度泛函理论（DFT）结合SIESTA程序，在广义梯度近似（GGA）下成功模拟并优化了完美ZnO纳米片及Si掺杂ZnO纳米片的稳定性、结构与电子性质。采用线性和锯齿形掺杂方式将替代原子置于氧位点。通过结合能研究了完美ZnO纳米片及Sin-ZnO（n=1-6）基态结构的稳定性，结果表明单Si线性掺杂和双Si锯齿形掺杂的稳定性最高，因为位于纳米片中心的掺杂原子更稳定。运用电离势、电子亲和能、HOMO-LUMO能隙、电负性和硬度等参数分析了ZnO纳米片及Si掺杂体系的电子性质。结果显示硅原子替代使键长较完美ZnO纳米片增大。HOMO和LUMO数值的微小差异表明掺杂位置对电子性质具有显著影响，四硅原子掺杂ZnO纳米片在两种情况下均表现出较大的电子亲和能，从而增强了电子接受能力。HOMO-LUMO能隙研究表明，随着ZnO纳米片中Si掺杂原子数量增加，能隙逐渐减小。这些结果为分子电子学的重要电子应用提供了依据，并有助于实现ZnO纳米片中部分氧原子被硅原子替代。
关键词： 氧化锌纳米片，硅掺杂，电子特性，线状与锯齿状掺杂
更新于2025-09-04 15:30:14
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具有可调厚度和电子特性的单晶CoTe?纳米片的化学气相沉积生长
摘要： 二维金属过渡金属二硫化物（MTMDs）近期在基础研究及催化、电荷密度波（CDW）、互连器件、自旋扭矩器件和超导体等潜在应用领域引发广泛关注。尽管已有初步探索，原子级薄层MTMDs的厚度可控合成仍面临重大挑战。本研究报道采用常压化学气相沉积（APCVD）方法可控合成具有可调厚度的二维碲化钴（CoTe2）纳米片，并系统研究其厚度依赖的电子特性。所得纳米片呈现规整的六边形或三角形形貌，横向尺寸可达约200微米。通过系统调控生长温度与气体流速的实验表明，纳米片厚度可轻松实现从超过30纳米至3.1纳米的连续调控。X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）及高分辨扫描透射电镜（STEM）分析证实所制备的CoTe2纳米片为高质量的六方1T相单晶。电学输运测试显示二维CoTe2纳米片兼具优异导电性（高达4.0×10? S·m?1）与极高击穿电流密度（达2.1×10? A·cm?2），且两者均呈现显著的厚度依赖性。
关键词： 二维（2D）碲化钴（CoTe2）、电子特性、化学气相沉积（CVD）、金属过渡金属二硫化物（MTMDs）
更新于2025-09-04 15:30:14