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六层Aurivillius型铁钛酸铋的光学与磁学性质合成研究
摘要： 本工作报道了六层Aurivillius型铁酸铋钛酸盐（即Bi7Ti3Fe3O21、Bi7(Ti2Nb)Fe3O21+δ和Bi7(Ti2Mg)Fe3O21-δ）纳米粒子的制备、结构、光化学及磁学性能。样品通过改进的柠檬酸盐络合与前驱体薄膜工艺制备，采用XRD Rietveld精修研究物相形成与晶体结构，通过SEM、TEM和EDX分析等手段考察形貌与化学组分特征。Bi7Ti3Fe3O21、Bi7(Ti2Nb)Fe3O21+δ和Bi7(Ti2Mg)Fe3O21-δ纳米粒子分别呈现2.04、2.03和2.02 eV的间接允许跃迁带隙。杂化轨道(O2p+Fet2g+Bi6s)构成价带(VB)，(Ti-3d+Fe-eg)电子组分形成该六层Aurivillius型铁酸铋钛酸盐的导带(CB)。三种样品在λ>420 nm激发波长下均表现出显著的罗丹明B(RhB)染料光催化降解能力。通过Mg2+和Nb5+对Ti4+的部分取代进行"B"位微结构调控，显著提升了光学吸收、光降解及磁学性能。光催化结果与层状结构及多价态铁离子相关，钙钛矿层(Bi5Fe3Ti3O19)2?中的Fe3+/2+可作为光催化过程的催化媒介。作为光催化剂，Aurivillius型Bi7(Ti2Mg)Fe3O21-δ纳米粒子因其兼具光催化与磁可回收特性而具有优势。
关键词： 纳米粒子、层状钙钛矿、能带结构、半导体、光催化、奥里维利相
更新于2025-09-10 09:29:36
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晶体结构和3d杂质对拓扑材料Cd3As2电子结构的影响
摘要： 本文对晶体结构以及Mn和Co替代Cd对拓扑材料Cd3As2电子结构的影响进行了理论研究。我们采用密度泛函理论计算了四方相和立方相Cd3As2，以及Cd3–xMnxAs2和Cd3–xCoxAs2晶体的能带结构和态密度。结果表明，立方相Cd3As2的能带结构与表征四方相的狄拉克半金属能带结构存在显著差异。研究还发现，当1/24的Cd原子被Co替代后，其3d电子态密度结构与磁性半导体Cd3–xMnxAs2的态密度相似，在费米能级处具有特征性极小值。而类似的Mn替代Cd情况下，d电子态密度则未出现此类极小值。
关键词： 锰，密度泛函理论（DFT）计算，磁性半导体，拓扑材料，钴，Cd3As2，狄拉克半金属，能带结构，态密度（DOS）
更新于2025-09-10 09:29:36
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二维过渡金属二硫化物的能带结构与巨斯塔克效应
摘要： 我们采用密度泛函理论，对39种稳定层状过渡金属二硫化物的192种构型电子结构进行了全面研究。详细分析了这些材料单层、双层及三层结构的价带顶、导带底以及带隙对横向电场的响应特性，并报道了半导体-金属相变发生的临界电场值。结果表明，通过施加电场调控带隙可有效改变过渡金属二硫化物的电子特性，为下一代器件应用提供调控策略。
关键词： 二维材料、能带结构、巨斯塔克效应、密度泛函理论、电场、过渡金属二硫化物
更新于2025-09-09 09:28:46
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第一性原理计算研究Mg掺杂含量对n型和p型ZnO的影响
摘要： 研究了镁掺杂对纯氧化锌、铝掺杂氧化锌及铝-氮共掺杂氧化锌电学性能的影响。结果表明：镁掺杂后，带隙值随镁掺杂浓度增加而增大；当镁掺入铝掺杂氧化锌结构时，随着镁掺杂量增加，导带底逐渐向高能方向移动，价带顶逐渐向低能方向移动，导致带隙增大；镁掺入铝-氮共掺结构后，铝-氮-镁共掺氧化锌的能带结构出现浅受主能级，表明镁的引入有利于p型氧化锌的电学性能。在可见光范围内，铝-氮-镁共掺氧化锌的吸收高于铝-氮共掺氧化锌，这对太阳能电池器件的应用具有重要意义。
关键词： 光学性质、能带结构、第一性原理、p型氧化锌、镁掺杂
更新于2025-09-09 09:28:46
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四元金属硫属化合物<i>A</i>Ba<i>MQ</i><sub>4</sub>（<i>A</i> = Rb, Cs；<i>M</i> = P, V；<i>Q</i> = S）的电子能带结构与光学性质的第一性原理研究
摘要： 本文采用基于TB-mBJ近似的先进密度泛函理论(DFT)方法，研究了四元金属硫族化合物半导体ABaMQ4（A=Rb、Cs；M=P、V；Q=S）的光电特性，重点分析了这些化合物弛豫几何结构下的电子与光学性质。第一性原理计算表明：CsBaPS4和RbBaPS4具有直接带隙，而CsBaVS4呈现间接带隙特征。值得注意的是，理论计算的带隙值与实验数据高度吻合。通过电子电荷密度分析发现，这些四元硫族化合物兼具共价键与离子键的混合成键特性。同时计算的有效质量参数为研究对象的能带结构与输运特性提供了重要依据。此外，该类材料在可见光及紫外波段展现的高吸收率，预示着其在相应电磁谱区具有潜在的光电应用价值。
关键词： 能带结构、电子电荷密度、光学电导率、硫属化合物、折射率、介电常数、光学反射率
更新于2025-09-09 09:28:46
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掺杂Eu3+的Sr2(Al1?xMgx)(Al1?xSi1+x)O7荧光粉：电子结构、晶体结构与光致发光性能
摘要： 化学组分替代与光谱调控的结合对于新材料发现或性能优化实施具有重要意义。本研究采用化学单元共替代策略有效调控晶体结构，并将该策略应用于Eu3?掺杂Sr?(Al???Mg?)(Al???Si???)O?（0≤x≤1）固溶体荧光粉，该材料通过高温固相反应成功合成。在控制化学组分时晶体结构保持P-421m空间群不变。激发峰在263-270 nm间移动，发射峰在612-614 nm间移动，整体呈现斯托克斯位移减小的趋势，该移动规律通过晶体场理论阐明。采用广义梯度近似密度泛函理论计算了Sr?Al?SiO?和Sr?MgSi?O?的能带结构与态密度，并通过漫反射光谱对比分析带隙。采用场发射扫描电镜表征形貌。此外，该荧光粉发光颜色可实现从黄色到橙色的调控。
关键词： 晶体结构、化学单元共取代、荧光粉、光致发光、能带结构
更新于2025-09-09 09:28:46
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一维光子晶体能带的特性
摘要： 本文研究了一维光子晶体能带结构在介电和磁性能均不均匀的周期性（准周期性）介质中的特性。研究表明，当介电常数与磁导率的调制深度相同时，小入射角下不会出现光子带隙。论文探讨了在太赫兹辐射区域获得光子带隙的可能性，并分析了介电常数与磁导率具有不同空间周期的光子晶体能带结构特征。结果表明，这种情况下每个衍射反射级次会出现四个光子带隙。
关键词： 介电常数、能带结构、磁导率、光子晶体、太赫兹辐射
更新于2025-09-09 09:28:46
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应变对InAlAs数字合金能带结构的影响
摘要： 最近研究表明，InAlAs数字合金具有独特的电子色散特性，可用于制造低噪声雪崩光电二极管。本文分析了应变效应对其能带结构的影响。采用包含应变效应的紧束缚模型进行模拟，所得带隙能量与实验结果一致。若无应变作用，带隙会更大。此外还发现，InAlAs数字合金的微带隙与k空间相同位置处体材料InAs和AlAs之间的带阶呈正相关关系。
关键词： InAlAs数字合金、雪崩光电二极管、能带结构、微带隙、应变效应
更新于2025-09-04 15:30:14