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单原子层二维材料是有潜力的太阳能光伏电池材料。研究基于二维材料的具有简单平面结构的太阳能吸收器的吸收率能否达到100%。提出二维材料/透明材料/金属基底结构,引入透明材料厚度和入射角度2个可调参数,因而能满足增强平面薄膜结构吸收率的2个维度的相位匹配条件。以MoS2和石墨烯为例,研究表明一定存在一对透明材料厚度值和入射角度值,使结构吸收率达到100%。平面结构加工简单,利于推广二维材料在光伏转换中的应用。 相似文献
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基于第一性原理计算，发现在不考虑3d电子间关联作用的情况下，二维单层材料VCl3和VBr3是面内铁磁半导体，并且具有量子反常霍尔效应。VCl3能隙约为3.4 meV，VBr3没有全局的能隙。有趣的是，VCl3的陈数为3，有3个手性边缘态；VBr3的陈数为1，对应1个手性边缘态。当考虑关联作用U后，它们会变为Mott绝缘体。对于VCl3，相变点发生在U=0.45 eV；对于VBr3，相变点发生在U=0.35 eV。 相似文献
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氮氧化物NOx（NO,NO2）是对人类健康有严重危害的大气污染物。近年来研究表明赤铁矿（α-Fe2O3）可作为高效光催化剂去除大气中NOx,但NOx气体在赤铁矿表面的吸附特性还未明确,阻碍了对其催化机理的进一步认识。基于密度泛函理论,采用包括电子强关联效应的PBE+U以及色散力修正的方法,对NO气体分子在α-Fe2O3 （0001）晶面的吸附行为进行深入研究,发现基于PBE+U方法获得的吸附能（Ead=-0.64eV）比PBE获得的Ead（-1.31eV）低近50%。这是由于电子强关联项U的引入降低了表面铁原子d轨道对价带顶的贡献,抑制了其化学活性,而NO具有一个未成对的π*轨道电子,使得其对吸附基体的电子结构格外敏感。与+U不同,色散力修正不会显著改变体系的电子结构,只是使Ead略有增加（-0.18 eV）。采用统计力学的Langmuir公式计算NO在α-Fe2O3 （0001）表面的热力学平衡占据数,发现基于+U的吸附能得到的平衡占据数与实验观测更为一致。这些结果揭示了电子强关联效应在α-Fe2O3表面化学中的重要作用,并为进一步研究NOx在α-Fe2O3表面的光催化反应机理奠定了基础。 相似文献
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应用相对论多通道理论,计算锂原子1s2ns 2S,1s2np 2P,1s2nd 2D和1s2nf 2F系列束缚态和相邻连续态的本征量子数亏损,并拟合得到量子亏损函数,进而计算1s2np 2P系列n=7~60的电离能和量子数亏损,计算结果与最新的实验值相符合. 采用相对论多组态相互作用方法计算锂原子1s22s→1s2np1/2偶极跃迁光学振子强度,结果表明,通过包含单、双电子激发组态考虑电子关联作用,计算结果有很大的改善. 相似文献
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王凤圣 《中国科学院大学学报》2017,34(1):55-63
骨形态发生蛋白2（BMP-2）在人体组织和器官的再生过程中起着重要的作用.利用分子动力学模拟（MD）的方法探究BMP-2在带正电荷和负电荷的自组装单层膜（SAMs）上的吸附情况.SAMs是由分子CH3-（CH2）9-X组成，其末端官能团选择为SO3-和N（CH3）3+.模拟结果显示，尽管BMP-2带8个负电荷，在带负电和正电的表面都能被吸附.更有趣的是，发现蛋白的吸附强度还取决于BMP-2表面带电氨基酸的分布情况.此外，BMP-2吸附在正电荷表面后活性位点朝向表面，吸附在负电荷表面后活性位点朝向溶液. 相似文献
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锂离子蓄电池是21世纪的理想能源.作为LiCOO2的替代材料锰酸锂无论是在价格、环保还是在安全可靠性方面都具有无可比拟的明显的优势.但尖晶石结构锰酸锂,其容量迅速衰减问题至今尚未解决,距离实际应用还有很大差距.当前,层状锰酸锂的研究已受到世界各国的广泛关注.近年来大量研究表明,对锂锰尖晶石进行阳离子或阴离子掺杂以部分取代锰原子或氧原子,可以有效的提高锂锰尖晶石正极材料的循环可逆性.本文重点研究了其电化学特性与有关掺杂改性的机理,并初步探讨了锂锰氧化物的结构、合成及其发展. 相似文献
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近年来,新的二维材料不断被发现和合成,探索新型二维材料成为研究热点。采用第一性原理计算对不同二维材料进行筛选,发现二维三氯化锆（ZrCl3）具有半金属性质。系统研究二维三氯化锆的几何结构、电子结构和磁结构等性质,通过声子谱计算,发现其结构是动力学稳定的;通过电子结构计算,发现费米能级附近只存在自旋向上的电子态密度,显示二维三氯化锆具有半金属特性。通过比较其铁磁态和反铁磁态的能量,发现铁磁基态能量更低,每个金属Zr原子具有1个玻尔磁子的磁矩。估算出磁交换常数J=7.58 meV。结合蒙特卡洛模拟,估计出该体系的居里温度约为130 K。 相似文献
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利用杂化密度泛函B3LYP方法,研究了硼氧小分子在铂团簇的表面吸附体系,研究的物性涉及不同自旋下团簇的几何结构、稳定性、电子结构、解离能和平均原子结合能等. 计算结果表明:BO两种原子作为一个分子整体吸附于铂团簇表面,其吸附方式随团簇尺寸的变化而变化;自然布居和Mulliken布居显示,电荷由铂原子转移到BO分子整体. 此外,解离能和平均原子结合能表明四重态Pt4BO的基态结构具有最大的相对稳定性. 相似文献
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以Li2CO3和V2O5为原料,用中热固相法制备了掺杂不同氟离子含量的锂离子电池正极材料Li1+xV3O8-yFy,采用XRD衍射对其结构进行表征,并通过充放电测试、循环伏安及电导率测试对其性能进行了研究.测试结果表明,中热固相法制得的Li1+xV3O8-yFy产品较纯,没有杂质相存在;当y = 0.1时产品的电化学循环性能最好,首次放电比容量达252.08 mAh/g,以0.2c倍率循环25次之后比容量仍保持在210.93 mAh/g,容量保持率达92.72%. 相似文献
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Pd纳米颗粒的氧化还原性能对Pd/CeO2催化氧化反应的性能至关重要,且与Pd-CeO2的界面结构密切相关.我们发现Pd/CeO2的低温催化CO氧化活性高度依赖于载体CeO2的形貌和暴露晶面.利用胶体沉积法,得到Pd/CeO2八面体和Pd/CeO2立方块两种催化剂.结果表明暴露{111}晶面的CeO2八面体负载Pd催化剂的催化CO氧化活性远优于暴露{100}晶面的CeO2立方块负载Pd催化剂.DFT理论模拟计算结果表明,催化剂表面的Pd物种的氧化还原活性可能决定催化剂的可还原性和催化活性:钯从氧化态到金属态的循环更容易在CeO2(111)上进行,而这取决于Pd与载体CeO2之间的相互作用.我们的结果表明,催化剂表面活性Pd物种的氧化还原性能对Pd/CeO2的催化活性至关重要,可以通过调控载体暴露的晶面实现Pd与载体CeO2之间的相互作用,最终实现对催化剂可还原性和催化活性的可控调变. 相似文献
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应用格子Boltzmann方法对MgO颗粒CO2吸附过程流动与传输特性进行模拟。基于二级反应动力学模型，研究孔隙率和粒径对颗粒内渗流速度、CO2浓度、CO2吸附速率和MgO颗粒固体转化率的影响。结果表明：沿流动方向颗粒内CO2浓度与颗粒转化率逐渐递减；在相同时间下，颗粒粒径越大，颗粒内渗流速度和CO2浓度越低，转化率和吸附速率越低；相同粒径和相同时间下，孔隙率越大，CO2浓度和MgO固体转化率越高，平均吸附速率越快。 相似文献
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使用相变材料可有效地实现能量的高效和合理利用,从而有助于解决能源与环境问题。提出一种纳米结构复合相变材料,由填充纳米颗粒和纳米孔基材组装而成。主要采用分子动力学模拟,研究纳米金属颗粒、纳米孔基材和复合材料的相变行为及相变热特性,讨论不同尺寸或工况下它们的热特性变化,并进行比较。研究表明,铜纳米颗粒的熔点随尺寸的变大而逐渐升高,且熔点比块材低,比热容比块材高;SiO2基材不存在固定熔点,而有一个跨度较大的熔化区,各工况下比热容比块料值明显偏小,比热容随其尺寸大小和温度升高而增大。研究表明,Cu/SiO2复合相变材料的熔点高于Cu颗粒和纳米孔基材,Cu/SiO2体系增强了结构稳定性。同时,填充Cu纳米颗粒能有效地改善纳米孔基材的储热特性。 相似文献
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使用完全活化空间自洽场(CASSCF)和多组态的二级微扰理论(CASPT2)方法,对C6H5CN+离子去CN的光解离反应进行了研究.计算了12B1, 12A2, 12B2, 22B1 和 12A1电子态的去CN解离势能曲线.通过对渐近产物的能量、构型、电荷和自旋密度布居的分析,得出结论:12A1, 12B1, 12A2, 22B1 和 12B2的解离产物分别为C6H+5 (X1A1) + CN (X2Σ+)(第1解离限),C6H+5 (13B1) + CN (X2Σ+)(第2解离限),C6H+5 (11A2) + CN (X2Σ+)(第3解离限),C6H+5 (11B1) + CN (X2Σ+)(第4解离限)和 C6H+5 (X1A1) + CN (12Π)(第5解离限). 相似文献
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采用考虑旋轨耦合的从头算方法计算研究1,2-C2H4Br2的光解. 计算了分子的若干电子态的垂直激发能. 用MS-CASPT2/CASSI-SO方法计算了1,2-C2H4Br2分子C—Br解离的势能曲线. 根据计算结果,清晰地指认了1,2-C2H4Br2分子的解离通道：C2H4Br+Br（2P3/2） 和C2H4Br+Br*（2P1/2）. 相似文献
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利用可调谐同步辐射与飞行时间质谱实验,研究巴豆酸甲酯在9.0~14.5 eV能量范围内的真空紫外光电离和光解离过程。通过光电离效率曲线测定巴豆酸甲酯的电离能以及主要碎片离子C4H5O2+、C4H5O+、C4H4O+、C2H3O2+、C3H5+和C2H5+的出现势,分别为10.11、10.73、10.88、12.2、11.93（12.77）和12.44 eV。通过实验结果和G3B3计算结果的比较,分析主要碎片C4H5O2++CH3、C4H5O++CH3O、C4H4O++CH4O、C2H3O2++C3H5、C3H5++C2H3O2（CO+CH3O）和C2H5++C3H3O2的可能解离通道以及解离通道上经历的过渡态和中间体。在巴豆酸甲酯的光电离和光解离过程中,大多数碎片是母体离子异构化之后形成的,氢转移和开闭环是主要的过程。 相似文献