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孔径工程与外加电场对碱金属原子和离子在原始及含缺陷六方氮化硼(h-BN)片层中可控渗透的协同效应
摘要: 研究了碱金属原子和离子在有无水和电场条件下,通过正常及缺陷六方氮化硼的渗透与选择性。缺陷类型包括单原子空位(VB & VN)、双原子空位(VBN)和三原子空位(VN2B)。h-BN片层中孔隙(缺陷)的形貌与尺寸显著影响能垒。结果表明具有合适孔径的h-BN片层对Li/Li+具有良好的选择性。锂原子通过VN2B-h-BN的渗透几乎是无势垒过程(1.75 kcal mol?1)。此外,VBN h-BN纳米片在室温下能选择性允许锂原子通过,最高选择性比达1.58 × 1013。水分子的存在会提高碱金属原子的渗透势垒,其对缺陷h-BN纳米片上碱金属原子渗透的影响比碱金属离子更为显著。垂直于h-BN片层施加的电场可进一步降低渗透势垒,例如在H2O–VB h-BN–H2O体系中,电场使锂渗透的能垒从34 kcal mol?1降至31 kcal mol?1。这些研究可拓展至探究多孔六方氮化硼纳米片对其他金属原子和离子的分离能力。
关键词: 电场、渗透、水分子、碱金属原子、六方氮化硼、缺陷、离子、选择性
更新于2025-09-23 15:21:01
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$$\hbox {M@C}_{20}$$M@C20(M = Li、Na、K、Be、Mg 和 Ca)纳米团簇的结构、电学及非线性光学性质
摘要: 采用密度泛函理论(DFT)方法研究了Li、Na、K、Be、Mg和Ca金属原子在C20富勒烯上的修饰。结果表明富勒烯结构受金属原子存在显著影响。所有金属原子在C20富勒烯上均呈放热吸附,其中Be具有最高的吸附能、焓值和自由能。金属原子的存在对禁带宽度Eg也有轻微影响,Ca@C20获得最低的Eg值。极化率和一阶超极化率计算显示金属原子对富勒烯影响显著,其中Ca原子影响最大,其他金属原子使一阶超极化率增至约42000原子单位。含时(TD)-DFT研究表明Ca@C20具有最低激发能,这与计算的一阶超极化率结果一致。
关键词: 碱金属原子,C20富勒烯,一阶超极化率,非线性光学,钙原子
更新于2025-09-23 15:21:01
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碱金属原子在2S1/2态超精细子能级分辨下自旋极化形成的特征
摘要: 在缓冲气体(分子氮)存在的情况下,碱金属原子角动量的光学取向已通过实验进行研究。结果表明,即使在样品池中分子氮浓度较低时,从属于2S1/2态、F=3下超精细能级的133Cs原子激发所产生的磁共振振幅,也大于从F=4超精细能级激发的情况。该结果在以下理论假设下得到解释:当碱金属原子与氮分子发生碰撞并伴随从激发态2P1/2到基态2S1/2的非辐射跃迁时,碱金属原子核的自旋态不会改变。
关键词: 光学取向、无辐射跃迁、磁共振、超精细结构、缓冲气体、自旋极化、碱金属原子
更新于2025-09-22 23:49:03