空位缺陷

摘要： 在制备过程中,石墨烯的缺陷是十分常见的,这些缺陷对石墨烯的弹性性能具有很大的影响。基于分子动力学模拟的方法,研究了空位缺陷的位置、形状以及原子缺失率对石墨烯杨氏模量的影响。结果表明,单空位缺陷的位置对石墨烯杨氏模量有一定的影响,当施加应力方向与边缘缺陷的截面方向相同时,边缘缺陷比中间缺陷使得石墨烯的杨氏模量下降更少;映射横向长条状缺陷、映射纵向长条状缺陷、映射圆孔状缺陷和随机缺陷都使得石墨烯杨氏模量随着原子缺失率的增大而减小。对于映射圆孔状缺陷和随机缺陷,锯齿型石墨烯杨氏模量减小的幅度与扶手型的减小幅度相差不大。对于映射横向长条状缺陷和映射纵向长条状缺陷,锯齿型和扶手型石墨烯杨氏模量的减小幅度相差较大,这与石墨烯的手性矢量方向和条状缺陷方向是否一致有关。

摘要： 基于分子动力学模拟,构建了石墨烯结构模型并研究了含氧官能团和空位缺陷对功能化石墨烯杨氏模量的影响。结果表明,随着含氧官能团及空位缺陷的增多,石墨烯的杨氏模量不断减小,并且官能团和缺陷的叠加作用使石墨烯杨氏模量减幅增大。

摘要： 采用第一性原理方法研究了本征石墨烯、硼掺杂石墨烯、空位缺陷石墨烯、空位硼掺杂石墨烯对Co^(2+)离子的吸附作用。通过计算、分析上述不同石墨烯模型吸附Co^(2+)后几何结构、吸附能、电荷转移量及能带结构的变化,发现本征石墨烯与Co^(2+)虽能发生吸附,但吸附效果差;硼掺杂与空位缺陷使石墨烯与Co^(2+)之间的吸附能增大,并使石墨烯能带产生带隙,显著提高了石墨烯对Co^(2+)的吸附性。吸附后的体系态密度分析表明,三种改性石墨烯均与Co^(2+)的态密度曲线发生明显重叠,表明相互之间发生了化学吸附。其中空位缺陷石墨烯对Co^(2+)的吸附性能最优,其次是空位硼掺杂石墨烯,表明空位缺陷石墨烯和空位硼掺杂石墨烯可作为Co^(2+)的检测和吸附去除材料。

摘要： 通过离子辐照产生缺陷,可以非常有效地调控磷烯诸多物理性质.本文应用分子动力学方法模拟离子辐照磷烯的过程,给出了缺陷的形成概率与入射离子能量、离子种类以及离子入射角度之间的关系,并且应用非平衡态分子动力学计算辐照后磷烯热导率的变化.以缺陷形成概率为切入点,系统地研究了辐照离子的能量、辐照剂量、离子的种类以及离子的入射角度对磷烯热导率的影响.应用晶格动力学方法研究了空位缺陷对磷烯声子参与率的影响,并计算了声子局域模式的空间分布.基于量子微扰和键弛豫理论,指出空位缺陷明显降低磷烯热导率的最重要物理机制是空位缺陷附近的低配位原子对声子强烈散射.本文研究可为缺陷工程调控磷烯的热输运性质提供理论参考.

摘要： 为研究不同层数MoS_(2)的光学性质以及缺陷对单层MoS_(2)光学性质的影响,利用基于密度泛函理论的第一性原理,计算1~3层MoS_(2)的能带结构、拉曼光谱和光学性质以及具有空位缺陷的单层MoS_(2)的拉曼光谱和光学性质.研究结果表明:单层MoS_(2)为直接带隙半导体,而2~3层MoS_(2)为间接带隙半导体.对于1~3层MoS_(2)的拉曼光谱,随着层数的减少,约在380 cm^(-1)处的拉曼峰会发生蓝移,约在400 cm^(-1)处的峰值发生红移.对于含有空位缺陷的单层MoS_(2),Mo空位的拉曼峰出现在369、389和401 cm^(-1)附近,而464 cm^(-1)处的拉曼峰是S空位的标志.为了进一步确定构型的产生,计算出S空位的形成能为2.69 eV,Mo空位的形成能为7.98 eV.对于介电函数的虚部,缺陷单层MoS_(2)与1~3层MoS_(2)的介电函数虚部具有相似的外形,但由于空位缺陷的局域效应,缺陷单层MoS_(2)的介电函数虚部发生略微红移.

摘要： 探寻新的冲击窗口材料是高压科学领域中的一个重要课题.为此,在100 GPa范围内,通过第一性原理方法计算了BaF_(2)晶体的吸收谱以及在532 nm处的折射率.结果表明:(1)压力和结构相变因素不会引起BaF_(2)晶体在可见光区域出现光吸收;氟和钡空位点缺陷的存在将使得BaF_(2)吸收谱的吸收边红移,但这些红移行为不会导致该材料在可见光区域内出现光吸收的现象,由此可以初步推测,BaF_(2)晶体有成为冲击窗口材料的可能.(2)BaF_(2)的折射率在其三个结构相区都随压力的增大而增大,并且BaF_(2)的高压相变也使得其折射率升高;钡空位点缺陷的存在将导致其折射率减小,而氟空位点缺陷却引起其折射率增加.

摘要： 采用密度泛函理论系统研究了硼烯-石墨烯异质结中缺陷态对体系电子结构特性的影响.发现缺陷态存在于石墨烯一侧时会破坏异质结结构;但缺陷态存在于硼烯一侧时异质结结构仍然会稳定存在,并且体系电子结构随缺陷态密度改变而发生明显变化:从无缺陷态时的金属特性变为多缺陷态时的半导体特性.常温下的分子动力学模拟进一步验证了相关体系的动力学稳定性.

摘要： 采用单矿物浮选试验、Zeta电位测试和分子模拟手段研究了磷酸对白云石表面吸附油酸阴离子的影响。浮选试验和Zeta电位测试结果显示,磷酸导致白云石电负性增强,可浮性降低。分子模拟结果显示,白云石表面形成CO_(3)^(2-)空位缺陷,磷酸离子与缺陷处的Ca、Mg原子形成桥位吸附,缺陷处剩余的Ca、Mg原子可以进一步吸附油酸阴离子。油酸阴离子和H_(2)PO_(4)^(-)可以共同吸附在白云石表面导致白云石疏水;H_(2)PO_(4)^(-)的预先作用导致油酸根离子吸附能减小可能是白云石可浮性下降的原因。

摘要： 光催化被认为是解决全球性能源危机和环境污染问题的有效方法之一,然而光催化剂较低的能量转换效率抑制了光催化的应用。其中,空位作为最常见的晶体缺陷,能够在不引入外来元素的条件下调节光催化剂的电子结构和表面性质,促进光催化剂的光吸收、电荷分离和迁移以及表面反应。因此,概述并总结了半导体光催化剂中空位缺陷的研究进展。首先讨论了在光催化剂中引入空位缺陷的一些主要手段,包括化学还原、高温处理等常见方法和水解、超声等不常见但有效的方法。其次主要从微观表征和光谱表征两方面介绍了目前识别和量化空位的表征技术,这些技术有助于深入理解空位结构与光催化剂性质之间的关系。随后从光吸收、电荷分离和迁移及表面反应三个方面着重介绍了空位在光催化过程中的关键作用。最后,提出了光催化材料空位缺陷的前景和挑战,空位浓度的可控性、复合改性的联合作用和空位的稳定性是亟需解决的问题。这篇综述总结了光催化剂空位改性的有效策略,能为空位缺陷增强光催化的研究提供一定的理论参考。

摘要： 本文采用第一性原理方法,在100 GPa的压力范围内,计算了GeO2理想晶体和含锗、氧空位点缺陷晶体的光学性质.吸收谱数据表明,压力诱导的三个结构相变对GeO2晶体的吸收谱均有影响:第一个相变将导致其吸收边蓝移,而第二和第三相变将使得其吸收边红移.锗和氧空位点缺陷的存在将导致GeO2的吸收边红移,但氧空位点缺陷引起的红移更明显.尽管如此,分析发现,在100 GPa的压力范围内,压力、相变以及空位点缺陷等因素都不会导致GeO2晶体在可见光区出现光吸收现象(是透明的).波长在532 nm处的折射率数据显示,在GeO2的四个相区,其折射率均随压力增加而降低;而且,GeO2的三个结构相变以及锗、氧空位点缺陷都会导致其折射率有所增大.本文预测,GeO2有成为冲击光学窗口材料的可能.

摘要： 通过共结晶的方式来改善炸药的物化性能已成为含能材料领域的研究热点.共晶炸药的形成主要依靠范德华力、氢键、π-π堆积等弱的分子间相互作用力,而这些相互作用的能级跃迁正好位于太赫兹(THz)谱的检测范围.本文以CL-20/TNT共晶炸药作为研究对象,建立含不同空位浓度的CL-20/TNT共晶模型,对其THz谱进行理论模拟及解析,探讨空位缺陷对CL-20/TNT共晶THz谱的影响.结果表明,空位缺陷导致CL-20/TNT共晶晶体结构松弛,晶体场效应减弱,孔洞表面或附近的分子排列混乱,且CL-20分子易发生β→ε的构象转变.对不同空位浓度CL-20/TNT共晶THz光谱的分析发现,随着空位浓度增加,CL-20/TNT共晶0.5THz以下的低频吸收峰大大增强,这是由晶体场效应减弱,晶格振动增强所致.完美单晶中对应于CL-20和TNT分子间C-H…O氢键弯曲振动和伸缩振动的三个强吸收峰,0.87、1.60以及1.85THz,在空位浓度大于5％时,其强度大大减弱甚至消失,且THz光谱已完全不同于完美单晶.其主要原因为,随着空位浓度的增加,CL-20/TNT共晶中的C-H…O氢键网络受到破坏.

摘要： 本文以空位缺陷对单壁碳纳米管热导率的影响为研究内容，采用平衡态分子动力学方法，计算了较长时间的热流自相关函数，得到了不同位置空位缺陷单壁碳纳米管的热导率的收敛结果，并与无缺陷完整单壁碳纳米管进行比较。结果表明，空位缺陷出现的位置有温度跳跃，即声子输运受阻，出现在碳纳米管边缘位置的空位缺陷对整体热导率的影响更大。究其原因，碳纳米管中的空位缺陷阻碍了碳纳米管热传导过程中起主导作用的声子的传播，影响碳纳米管内的温度分布和能量传输，从而导致其热导率下降。本文以空位缺陷对单壁碳纳米管热导率的影响为研究内容，采用平衡态分子动力学方法，计算了较长时间的热流自相关函数，得到了不同位置空位缺陷单壁碳纳米管的热导率的收敛结果，并与无缺陷完整单壁碳纳米管进行比较。结果表明，空位缺陷出现的位置有温度跳跃，即声子输运受阻，出现在碳纳米管边缘位置的空位缺陷对整体热导率的影响更大。究其原因，碳纳米管中的空位缺陷阻碍了碳纳米管热传导过程中起主导作用的声子的传播，影响碳纳米管内的温度分布和能量传输，从而导致其热导率下降。

摘要： 钨酸铋光催化剂的可见光响应使得对太阳能的利用得以拓展,而适量缺陷的存在可以有效提升降解效率。加深缺陷在催化剂中存在对性能影响的理解,对于光催化污染降解性能的提升,具有重要意义。通过水热方法成功制备Zr4+掺杂的Bi2WO6光催化材料,以Zr对W的取代成功引入氧空位缺陷。使用XRD、TEM、XPS等方法对样品性能进行了表征,并比较了掺杂与末掺杂样品对罗丹明B (RhB)及苯酚水溶液的降解过程,结果表明掺杂后样品的可见光催化降解效率得到明显提升,掺杂量在3％掺杂时达到最优。

摘要： 本文阐述了在硅纳米结构中417nm和436nm双峰结构的蓝光发射的实验和理论研究结果。制备了四种包含和没有包含B-Sic纳米晶粒的硅纳米结构，观察到了417nm和436nm的双峰蓝光发射。光致发光谱的分析和徼结构的观察揭示了蓝光发射与硅纳米结构中过剩硅缺陷中心的存在有关。计算了由过剩硅原子形成的含有硅空位缺陷的纳米晶粒的电子能级，发现计算所得的态密度的特征与观察到的双峰发射吻合。这项工作提出了在许多硅纳米结构中存在417nm和436nm蓝光发射的一种可能的机制。

摘要： 本文利用MD模拟的结果,基于德拜模型和Callaway模型的固体热导率理论对纳米氩薄膜热导率进行了分析.结果表明:选择适当的参数,基于德拜模型和Callaway模型的固体热导率理论能很好地描述纳米氩薄膜的热导率.本文还从理论上说明了纳米氩薄膜热导率的尺寸效应是由声子在薄膜边界散射引起的,空位缺陷对薄膜热导率的影响机理与尺寸效应的机理不同.

摘要： 采用正电子湮没(PAT)技术和傅立叶红外变换(FTIR)技术研究了高剂量(5×1017n·cm-3)快中子辐照直拉硅中的辐照损伤及其退火效应.实验表明辐照样品中存在着大量的单空位缺陷以及少量的双空位、四空位缺陷,随着退火温度的升高,单空位型缺陷(VO)消失.PAT结果显示,在200～450°C退火时,单空位型缺陷急剧减少.由FTIR吸收谱可以看到,随着829cm-1(VO)吸收峰的消失出现824cm-1(V2O2)、834cm-1(V3O2)、888cm-1(VO2)和840cm-1(V2O)四个吸收峰.另外,在919.6cm-1处也有缺陷复合体的吸收峰出现.多普勒展宽谱也说明450°C退火时缺陷开始明显减少,800°C退火时,缺陷浓度最低.

摘要： 本发明具体是一种铁铜锰镍四元合金中空位和间隙原子缺陷的模拟方法，解决现有模拟方法不能模拟多组分四元合金缺陷对其演化影响的问题。铁铜锰镍四元合金中空位和间隙原子缺陷的模拟方法，所述方法包括如下步骤：S1：铁铜锰镍合金体系的化学自由能计算方程的建立；S2：铁铜锰镍合金体系的总自由能计算方程的建立；S3：建立铁铜锰镍合金体系辐照缺陷的动力学方程；S4：利用铁铜锰镍合金体系辐照缺陷的动力学方程模拟得到辐照条件下空位、间隙原子与析出相的组织形貌以及成分演变。本发明考虑了辐照条件下空位和间隙原子与析出相的相互作用对Fe‑Cu‑Mn‑Ni四元合金形貌演化的影响，为指导新材料以及理论基础提供了有效途径。

摘要： 本发明具体是一种高压下铁铜锰镍合金中空位和间隙原子缺陷的模拟方法，解决现有模拟方法不能模拟高压条件下多组分四元合金缺陷对其演化影响的问题。高压下铁铜锰镍合金中空位和间隙原子缺陷的模拟方法，所述方法包括如下步骤：S1：化学自由能计算方程的建立；S2：弹性应变能计算方程的建立；S3：总自由能计算方程的建立；S4：建立动力学演化方程；S5：输入变量，利用动力学演化方程模拟得到高压条件下空位、间隙原子与析出相的组织形貌以及成分演变。本发明综合考虑了高压下空位和间隙原子和析出相的相互作用对铁铜锰镍合金形貌演化的影响，采用三维相场模拟方法分析缺陷耦合高压对析出相的影响。

摘要： 本发明公开了一种界面处空位型缺陷结构的优化方法，主要步骤包括：获取最小空位形成能的晶格位置和影响区域，删除可能受空位占据影响区域中的原子；对删除原子后的影响区域划分网格；在划分的网格中插入原子；优化插入原子在网格上的占据位置；弛豫优化后的占据位置，获得空位基态原子结构。该优化方法该优化方法不限制原子晶格位置，能够在一定空间区域整个空间所有的位置处寻找空位结构，可有效访问界面附近的势能面特征，获得空位的基态结构。

摘要： 本发明属于表面化学技术领域，是一种在超高真空腔体里制备氧空位对为优势缺陷的金红石型氧化钛(110)表面的技术方法。往常在超高真空环境下研究模型光催化剂金红石型氧化钛的还原性(110)表面时，表面主要的缺陷是氧空位。当两个氧空位相邻时，形成化学性质更加活泼的缺陷结构即为氧空位对。氧空位对的性质和催化性能对于厘清光催化的机理研究有重要意义，值得仔细探索。我们发现，使用266nm的紫外激光照射还原性氧化钛(110)表面可以使得氧空位迁移形成氧空位对，甚至可以形成氧空位对为优势缺陷的表面，有利于对氧空位对的性质性能展开深入研究。

摘要： 本发明公开了一种具有低密度氧空位缺陷的氧化镓外延材料的制备方法，首先将金属镓源放入石英舟内，石英舟放入双温区石英管式炉内温区1中；然后将清洗、吹干后的衬底放在衬底托上，将载有衬底片的衬底托放入石英管式炉内温区2中；将反应腔抽真空，抽真空后腔体压强为1pa；向石英反应腔内通入作为载气的惰性气体；同时加热管式炉内温区1中载有金属镓源的石英舟和温区2中的衬底；通过设置升温时间使温区1的工作温度和温区2中的工作温度同时达到相应设置的温度，打开氧气气路，让惰性气体携带氧气进入石英反应管，在衬底上沉积氧化镓薄膜，完成氧化镓薄膜制备，本发明解决了现有技术中存在的氧化镓材料中极易出现氧空位缺陷的问题。

摘要： 本发明公开了一种氧空位缺陷的SnO2纳米材料，及其制备、使用方法，本发明采用Sn2+为锡源，通过低温下的水热过程将其部分氧化为Sn4+，在SnO2晶格中引入氧空位缺陷。本发明获得的氧空位缺陷的SnO2在应用于吸附和光催化时展现出良好的性能，因氧空位的存在使其具有更宽的光响应范围、更强的光生电子和空穴分离效率、更多的表面吸附和氧化还原反应活性位点，可在环境修复方面发挥作用，对甲基橙的吸附效率为43.4％，模拟太阳光照6min对甲基橙的降解效率高达98.0％，对Cr(VI)的吸附效率为78.0％，模拟太阳光照4min对Cr(VI)的还原效率高达98.3％。本发明的氧空位缺陷的SnO2纳米材料是一种集优异的吸附和光催化活性于一体的光催化剂，其具有优异的吸附和光催化性能，能够应用于多个场景。

摘要： 本发明涉及金刚石中硅空位缺陷与GR1中性空位缺陷相互转化的方法，属于半导体材料和金刚石后期处理技术领域，解决基于缺陷迁移及转化的技术问题，本方法包括以下步骤：S1、将金刚石切割后对金刚石样品进行预处理，制得表面清洁的金刚石样品留待后步使用；S2、将步骤S1预处理后的金刚石样品进行电子辐照，金刚石辐照后硅空位缺陷转化为GR1中性空位缺陷；S3、将步骤S2中的金刚石样品在加热炉中退火，金刚石经步骤S2产生的GR1中性空位缺陷转化为硅空位缺陷。本发明可以控制金刚石中硅空位缺陷和GR1中性空位缺陷浓度，为金刚石不同的宏观使用条件提供不同浓度的微观本征缺陷。

摘要： 本发明提供了一种优化化合物半导体晶体中空位缺陷的掺杂方法，解决现有化合物半导体晶体中空位缺陷的优化效果不好的技术问题，本发明在现有装料和晶体生长方法的基础上，摒弃了直接将掺杂元素In加入到Cd、Zn、Te等原料中或是CdTe、CZT多晶料中的方法，而是先将计算好掺杂比例的In和Te元素提前在高温下反应化合，再按照晶体中各元素的比例装料，重新在高温下混合均匀得到CZT或CdTe多晶料，最后采用晶体生长设备制备CZT和CdTe单晶体。

摘要： 本发明属于能源催化技术领域，公开了一种具有氧空位缺陷的SnTa2O6‑x纳米片光催化剂制备方法，该方法包括以下步骤：(1)以SnCl2粉末与KTaO3粉末为原料，将它们混合后用玛瑙研钵充分研磨，然后退火；(2)将产物洗涤，得到SnTa2O6纳米片；(3)将SnTa2O6纳米片置于玛瑙研钵中，滴入萘酚溶液，充分研磨后，将产物置于基底上，干燥后即可得到负载有SnTa2O6的基底；(4)将基底夹住后伸入预混平面火焰的后火焰区退火10～150秒，由此即可得到具有氧空位缺陷的SnTa2O6‑x纳米片光催化剂。与使用高温还原及添加强还原性试剂的现有技术相比，本发明利用火焰还原具有独特的高温、超快升温速率、可调还原环境和开放大气下操作等独特优势。

摘要： 本发明公开了一种富有硫空位缺陷的VS2‑x材料的制备方法，采用水热和煅烧法合成，利用水热过程中添加CTAB构造缺陷，通过调控CTAB的量调控缺陷多少，获得富有硫空位的微米花状VS2‑x材料，工艺简单、成熟，结果稳定；本发明制备的富有硫空位缺陷的VS2‑x材料作为锂离子电池正极材料，在0.1A/g电流密度下容量为140mAh/g，表现出高容量的储锂性能，同时具有高赝电容的储锂机制。