Y掺杂引起CdS红外吸收加强的第一性原理研究

基于第一性原理密度泛函方法,对不同浓度的Y掺杂Cd S进行了结构优化,并计算了能量带隙、光学性质.结果显示随着掺杂浓度增大,价带下降,费米能级进入导带,材料变为N型半导体.光学吸收系数随着浓度的增加出现向低能区移动.掺杂达到24.57%时,Y@Cd S红外部分出现明显的吸收,同时出现光电导,可作为红外示踪材料或光控开关材料.通过态密度分析了光电性质变化机理.     

掺氟钨酸铅晶体的电子结构研究

用密度泛函的方法计算了掺氟钨酸铅晶体(F^-：PbWO4)的电子结构．结果表明，杂质F^-离子的掺入使得部分O的2p态和W的5d态分裂并进入到禁带中，使得禁带宽度变窄．F的2p态距离价带顶6．0eV左右，因而不会影响晶体的蓝发光．F^-离子替位氧离子O^2-可以部分地补偿由于铅空位VPb所造成的局域电荷失衡，阻止铅空位VPb抓住空穴形成复合色心．因此，可以减弱420nm吸收带，有效地增加光产额．     

钼酸钙晶体中点缺陷的电子结构研究

运用以密度泛函理论为基础的相对论性离散变分方法(DV-Xα),模拟计算了完整的和含氧空位的钼酸钙(CaMoO_4)晶体的电子结构,得到了含有F、F~ 心的CaMoO_4晶体电子态密度分布以及它们可能产生的光学跃迁模式.计算结果表明,含F、F~ 心的CaMoO_4晶体的禁带宽度明显变窄,F、F~ 心的能级出现在禁带中,利用过渡态理论计算得到其向Mo的4 d轨道发生光学跃迁,跃迁能量值分别为1.93,2.03 eV.利用提拉法生长的CaMoO_4晶体呈现蓝色的本质原因是F、F~ 心在黄红区产生比较强的吸收.     

含N纳米TiO_2的制备及其可见光响应的研究

以纳米TiO2为原料,氨水为掺杂N源,采用高能球磨法合成了含N纳米TiO2粉末.利用XRD、FT-IR、UV-Vis光谱、纳米粒度仪和光催化降解实验对其进行结构及光催化性能表征.研究结果表明,经过氮掺杂的纳米TiO2主要为锐钛矿晶型,晶粒尺寸位于8～10nm之间.对可见光具有良好的吸收性能,其吸收边红移至550nm左右,禁带宽度减小至2.25eV.当太阳光照射30min时,亚甲基蓝溶液的降解率接近100%,体现出良好的可见光响应特性.     

对不同掺杂浓度La~(3 )∶PbWO_4晶体电子结构的研究

采用缺陷化学方法讨论了PbWO4晶体中不同浓度掺La3 时可能存在的缺陷团簇模型.通过GULP计算软件模拟计算了缺陷团簇中La3 离子最可能的替位位置,并通过基于密度泛函理论的离散变分DV Xα方法计算得到相应的La3 ∶PWO4晶体的电子态密度.计算得到低浓度掺杂时晶体的禁带宽度变宽,高浓度掺杂时晶体的禁带宽度变窄.实验测得低浓度掺La3 时晶体的吸收边紫移,高浓度掺La3 时晶体的吸收边红移,计算结果与实验结果相符.计算表明,La3 ∶PWO4晶体中掺La3 可以有效地抑制420 nm吸收.     

对不同掺杂浓度La3+:PbWO4晶体电子结构的研究

采用缺陷化学方法讨论了PbWO4晶体中不同浓度掺La^3＋时可能存在的缺陷团簇模型，通过GULP计算软件模拟计算了缺陷团簇中La^3＋离子最可能的替位位置，并通过基于密度泛函理论的离散变分DV-Xa方法计算得到相应的La3^＋：PWO4晶体的电子态密度．计算得到低浓度掺杂时晶体的禁带宽度变宽，高浓度掺杂时晶体的禁带宽度变窄．实验测得低浓度掺La^3＋时晶体的吸收边紫移，高浓度掺La^3＋时晶体的吸收边红移，计算结果与实验结果相符、计算表明，La^3＋：PWO4晶体中掺La^3＋可以有效地抑制420nm吸收.     

SrWO_4晶体中F型色心电子结构的研究

运用相对论的密度泛函离散变分法(DV-Xa)研究了SrWO4晶体中F型色心的电子结构.计算结果表明,F和F+心在禁带中引入了新的施主能级;从施主能级到导带底的电子跃迁能分别是1.858,2.14 eV,这分别与669,581 nm的吸收带相对应.由此说明SrWO4晶体中669,581 nm吸收带起源于晶体中的F和F+心.     

稀土Ce掺杂纳米Cr_2O_3粉体的制备及光催化活性研究

氧化铬是工业颜料重要产品之一,超细Cr_2O_3的研究能使其广泛应用于无机颜料、磁性材料、记录材料以及有机合成反应催化剂等方面。稀土Ce元素的掺杂量对纳米Cr_2O_3的物相、微观形貌具有一定的影响,随着Ce掺杂量的增加,纳米Cr_2O_3的结晶度降低,晶粒尺寸变小。但当Ce掺杂量为2. 0%时,纳米Cr_2O_3的微观形貌发生变化,由更加细小的颗粒组装形成,其且颗粒尺寸有所增加;另外,稀土Ce元素的掺杂会使Cr_2O_3晶体发生晶格畸变,增加导带中电子浓度,提高电子和空穴的分离效率,能够有效提高纳米Cr_2O_3的光催化活性,当Ce掺杂量为1. 0%时,纳米Cr2O3的光催化降解效率最佳。     

第一性原理研究BaMoO_4晶体中F和F~+色心的电子结构

运用相对论密度泛函离散变分法(DV-Xa)计算了BaM004晶体中F和F+色心的电子结构.结果表明:F和F+心在禁带中引入了新的施主能级,采用过渡态的方法计算得到了F和F+心到导带底部的跃迁能量分别为1.86 eV和2.11 eV,对应668 nm和590 nm的吸收.由此说明BaMoO4晶体中668 am和590 nm吸收带起源于晶体中的F和F+心.     

Ag^＋交换沸石分子筛吸附小分子的结构与电子性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论研究了Ag+交换沸石分子筛及其吸附NO,H2O,CO,H2S和SO2的结构及电子性质,并对簇模型进行了自然键轨道(NBO)分析,用分子中的原子(AIM)理论研究了相关键的拓扑性质.研究结果表明,NO,CO和SO2的吸附导致了Ag+和沸石骨架上氧的距离缩短,这主要是因为NO,CO和SO2的吸引电子能力较大使Ag-O1和Ag-O2共价性增强所致;而H2O,H2S的吸附导致了Ag+和沸石骨架上氧的距离增大,可归因于H2O,H2S的吸引电子能力弱使Ag-O1和Ag-O2共价性减小所致.