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金属Cd2+掺杂TiO2纳米颗粒的制备及能级结构的影响机理

谭云风 , 张超 , 严正权 , 徐洪耀

功能材料

采用溶胶-凝胶法制备了Cd2+掺杂改性TiO2纳米颗粒,利用XRD、TEM、XPS和UV-Vis光谱对掺杂前后颗粒的结构和性能进行了表征.结果表明,溶胶-凝胶法制备的Cd2+掺杂TiO2纳米颗粒主要为锐钛矿相,粒径尺寸在20nm左右,掺杂前后TiO2的尺寸和形貌没有明显变化;结构表征和光谱测试结果发现,Cd元素在TiO2纳米颗粒中部分取代TiO2晶格中的Ti元素,以Cd2+的形式存在,形成Cd-O键,使TiO2纳米颗粒的吸收带边红移,降低了TiO2的禁带宽度.并且采用基于密度泛函理论的第一性原理对Cd掺杂TiO2进行了能级结构的模拟计算,发现理论结果与实验结果有较好一致性.

关键词: TiO2纳米颗粒 , Cd掺杂 , 能级结构 , 密度泛函理论

Sr∶BaF2中的F型色心的电子结构及转型机理研究

陈军 , 林理彬 , 张晋 , 何维 , 卢勇

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.1999.03.005

本文运用嵌入原子簇的电荷自洽离散变分方法(DVM-Xα方法)分别对Sr∶BaF2晶体中F,F+和FA[Sr2+]心的能级结构进行了计算,得到了F,F+和FA[Sr2+]心的光学吸收跃迁模式,其跃迁能量分别是1.91eV,1.89eV,2.13eV.我们认为,经电子辐照后的Sr∶BaF2晶体,在光吸收实验中测到的640nm(1.94eV),840nm(2.15eV)两个峰分别是由于电子辐照过程中形成的F和FA[Sr2+]心的吸收峰,在光诱导下并存在着F→FA[Sr2+]心的可逆转换过程.本文的计算结果合理地解释了实验所观测到的现象.

关键词: F型色心 , 氟化钡晶体 , 闪烁晶体 , 能级结构 , 光致转型

金红石TiO2晶体中F和F+心电子结构及其吸收光谱研究

陈军 , 林理彬 , 卢铁城

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.1999.03.006

本文运用嵌入原子簇的电荷自洽离散变分方法(SCC-DVM-Xα方法)分别对TiO2晶体中F和F+心的能级结构进行了计算,得到了F和F+心的光学吸收跃迁模式,其跃迁能量分别是0.98、1.78eV.我们认为,经还原后的TiO2晶体,在光吸收实验中测到的1.2μm(1.02eV)、760nm(1.75eV)两个峰分别是由于还原过程中形成的F和F+心的吸收峰, 并存在着F→F+的转型过程.

关键词: F , F+心 , 能级结构 , 跃迁能量

2μm波段激光晶体研究进展

陆燕玲 , 王俊 , 孙宝德

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2005.03.001

综述了以Ho、Tm、Er为激活离子、以YAG、YAP及YLF为基质的2μm波段激光晶体的特点及应用背景,详细讨论了几种重要2μm波段激光晶体的能级结构、光谱特性及器件研究进展,指出了适合LD泵浦是今后2μm波段激光晶体的发展方向.

关键词: 2μm波段激光晶体 , 能级结构 , 光谱特性 , LD泵浦

PbS量子点能级结构的尺寸和配体依赖性及其对异质结电池性能的影响

王恒 , 翟光美 , 张继涛 , 杨永珍 , 刘旭光 , 李学敏 , 许并社

无机材料学报 doi:10.15541/jim20160017

通过电化学循环伏安测试和吸收光谱测试,确定了有机配体(油酸)和原子配体(四正丁基碘化铵,TBAI)钝化的不同粒径(2.6~4.5 nm)PbS量子点的导带和价带能级,并研究了量子点尺寸对PbS/TiO2异质结电池(空气气氛中制备)性能的影响.结果表明:PbS量子点的能级结构受其粒径大小和表面配体特性的影响.当PbS量子点尺寸从2.6 nm增加至4.5 nm时,油酸包覆PbS量子点的导带底从-3.67 eV减小到-4.0 eV,价带顶从-5.19 eV增加到-4.97 eV,而对于TBAI配体置换的PbS量子点,其导带底和价带顶则分别从-4.15 eV和-5.61 eV变化至-4.51 eV和-5.46 eV.粒径为3.9 nm的PbS量子点所制备的电池性能最优,其能量转化效率达到2.32%,这可归因于其适宜的禁带宽度、结晶质量和良好的PbS/TiO2界面能级匹配度.

关键词: PbS量子点 , 循环伏安 , 能级结构 , 太阳能电池

氧含量对YBa2Cu3O7-δ能级结构的影响

张黄莉 , 耿兴国 , 李金山 , 苏克和 , 胡锐 , 张翠萍 , 文振翼

稀有金属材料与工程

用Gaussian-03软件中的密度泛函理论(DFT)BLYP/LanL2MB方法系统计算了YBa2Cu3O7-δ(0≤δ≤1)不同氧含量时的能级结构,特别是费米面附近的能级特征.根据计算结果发现氧含量对YBa2Cu3O7-δ深层能级影响较小,对最高占据态附近的能级影响较大,且随着氧含量的增加,最高占据态能级降低.计算结果能很好地解释Tc随氧含量变化的实验规律,从一个侧面说明了氧含量在YBCO超导体中的作用机理.

关键词: YBa2Cu3O7-δ , 能级结构 , 氧含量

量子点量子阱中束缚态的能级结构

张立 , 谢洪鲸 , 陈传誉 , 龚映清

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2003.03.017

在有效质量近似下,考察了一个特殊量子点量子阱体系中的电子与空穴束缚态能级结构,以CdS/HgS和ZnS/CdSe构成的量子点量子阱为例进行了数值计算.结果显示,束缚态的本征能量对量子点量子阱的尺寸依赖曲线存在一些拐点,这一结果与均匀量子点体系明显不同;对某个固定的量子点量子阱结构,随量子数n的增加,CdS/HgS量子点量子阱体系中的束缚电子态的能级间隔不是单调增加的,在某些量子数n处存在峰值,而ZnS/CdSe量子点量子阱体系中的空穴束缚态的能级间隔则是单调增加的,这是由构成量子点量子阱的材料的有效质量比率不同造成的.

关键词: 能级结构 , 量子点量子阱 , 束缚态

NiAl的成键特征

孟长功 , 徐东生 , 郭建亭 , 胡壮麒

金属学报

利用离散变分Xa法计算了单晶Ni_3Al的一个原子簇(Ni_(15)Al_(12)),并据此分析了能级结构、电子态密度,计算了Ni_3Al中原子间的键级及相应的组成。键组成分析证明:Ni-Al键与Ni-Ni键具有较好的相似性,p-d键在两种键的组成中都占有较大比例。Ni_3Al的Ll_2结构,使两种相似的键在空间呈均匀分布,宏观上Ni_3Al表现出较高的强度。单晶体良好的韧性归因于Ni-Al键与Ni-Ni键的相似性,方向性较强的共价键在晶界处受到削弱导致多晶体的本征脆性。

关键词: Ni_3Al , energy level structure , electronic state density , covalent bond , bonding characteristic

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