它达到稳定性。在514.5 nm激光率下进行石墨烯的光学和热力学性能。结果表明石墨烯具有出色的光疗特性。在低能和中能区域中石墨烯的吸收相当显着,并且其在紫外线区域中的强吸收可以应用于紫外线过滤器和光伏设备。在高温下,石墨烯的高温度及其稳定性在热管理材料和高温应用中具有巨大的应用潜力,扩大了石墨烯在光学组件和治疗管理材料中的应用,并为实验提供了更多理论支持。
摘要:研究氢在铜表面的解离吸附和复合脱附的动力学,使我们对表面化学有了原子级的理解,但迄今为止,通过实验确定这些过程的热速率(决定催化反应的结果)仍是不可能的。在这项工作中,我们使用反应动力学实验的数据确定了 200 至 1000 K 之间氢在 Cu(111) 上的解离吸附和复合脱附的热速率常数。与目前的理解相反,我们的研究结果表明,即使在高达 400 K 的温度下,量子隧穿仍然起着主导作用。我们还提供了 H 2 在 Cu(111) 上的反应势垒(0.619 ± 0.020 eV)和吸附能(0.348 ± 0.026 eV)的精确值。值得注意的是,热速率常数与基于环聚合物分子动力学新实现的表面反应第一原理量子速率理论高度一致,为使用可靠、高效的计算方法发现更好的催化剂铺平了道路。
摘要:由于对气候变化、环境恶化和能源安全的担忧,氢气作为能源载体的潜力得到了广泛认可,但氢气的储存和运输仍然是重大挑战。具有钙钛矿晶体结构的氢化物可以在较小的体积内储存大量的氢气,并且相对容易产生氢气。其中,三元钙钛矿氢化物 NaMgH 3 具有相对较高的理论储氢密度和氢吸收和解吸的可逆性。在本研究中,采用密度泛函理论框架下的第一性原理计算,研究了用 K ? 取代 Na ? 的影响。对Na1–xKxMgH3(x0:75Þ)结构、电子和储氢性能的影响。结果表明,用K–取代Na–导致晶格参数略有下降、晶胞体积增加,MgH6八面体变得更加扭曲,这是主体材料不稳定的一个很好的指标,最终导致分解温度从560.1降低到489.6K,这有利于储氢应用。
该期刊文章的自存档后印本可在林雪平大学机构知识库 (DiVA) 找到:http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:liu:diva-192317 注意:引用该作品时,请引用原始出版物。 Rittiruam, M., Setasuban, S., Noppakhun, J., Saelee, T., Ektarawong, A., Aumnongpho, N., Boonchuay, S., Khajondetchairit, P., Praserthdam, S., Alling, B., Praserthdam, P., (2023),第一原理密度泛函理论和机器学习技术用于预测 PtPd 基高熵合金催化剂上的水吸附位点,高级理论与模拟,6(4),2200926。https://doi.org/10.1002/adts.202200926
摘要:采用基于密度泛函理论(DFT)结合LDA+U算法的第一性原理计算方法,研究了Co/Mn共掺杂ZnO纳米线的电子结构与磁性能,重点研究了Co/Mn原子的最佳几何置换位置、耦合机制和磁性来源。模拟数据表明,所有构型的Co/Mn共掺杂ZnO纳米线都表现出铁磁性,并且Co/Mn原子取代(0001)内层中的Zn使纳米线进入基态。在磁耦合态,在费米能级附近检测到明显的自旋分裂,并且Co/Mn 3d态与O 2p态之间观察到强烈的杂化效应。此外,建立了形成Co 2+ -O 2 − -Mn 2+磁路的铁磁有序结构。此外,计算结果表明磁矩主要来源于Co/Mn的3d轨道电子,磁矩的大小与Co/Mn原子的电子结构有关。因此,通过LDA+U方法获得了Co/Mn共掺杂ZnO纳米线电子结构的真实描述,展示了其作为稀磁半导体材料的潜力。
自旋电子学应用基于半金属性。这是一种新兴现象,指化合物在一个自旋通道中表现出金属性质,而在相反的自旋通道中表现出绝缘或半导体性质。6 半金属 (HM) 化合物于 1980 年被发现,在过去十年中,人们在理论和实验上对自旋注入进行了广泛的研究。7 – 12 这是一种普遍存在的现象,已在多种其他材料中观察到,包括 Heusler 合金、过渡金属氧化物和稀磁半导体 13 – 19 HM 的自旋相关独特性质为构建新型设备提供了机会,例如磁传感器和非挥发性磁性随机存取存储器,它们在自旋极化和微电子的综合作用下运行。20,21
氧化铍 (BeO) 具有超宽带隙,是一种很有前途的量子缺陷宿主。我们利用混合函数的密度泛函理论,对 BeO 中的原生点缺陷进行了全面的第一性原理研究。我们发现铍和氧空位是最稳定的缺陷,而其他原生缺陷(如间隙或反位)则具有较高的形成能。我们通过检查自旋态和内部光学跃迁,研究了点缺陷作为量子缺陷候选者的可能性。氧空位 (V + O) 是一种合适的自旋量子比特或单光子发射体;我们还发现,通过与 Li 受体形成 (VO − Li Be) 0 复合物可以增强其稳定性。O − Be 反位还具有理想的光学和自旋特性。总体而言,由于其作为宿主材料的理想特性,BeO 可以成为量子缺陷的优良宿主,其中 V + O、(VO − Li Be) 0 和 O − Be 是主要候选者。
完整作者名单: Muthaiah, Rajmohan;俄克拉荷马大学,航空航天与机械工程学院 Annam, Roshan Sameer;俄克拉荷马大学,航空航天与机械工程学院 Tarannum, Fatema;俄克拉荷马大学,航空航天与机械工程学院 Gupta, Ashish;俄克拉荷马州立大学 Garg, Jivtesh;俄克拉荷马大学,航空航天与机械工程学院 Arafin, Shamsul;俄亥俄州立大学,电气与计算机工程学院
摘要:使用簇关联展开 (CCE) 方法计算了 45 种不同二维主体材料中 69 个三重态缺陷中心的自旋相干时间,其中自旋哈密顿量参数来自密度泛函理论 (DFT)。发现几个三重态表现出非常大的自旋相干时间,这使得它们对量子信息处理很有吸引力。系统地研究了自旋相干时间对各种因素的依赖性,包括超精细耦合强度、偶极-偶极耦合和核 g 因子。分析表明,自旋相干时间对缺陷中心的原子细节不敏感,而是由主体材料的核自旋特性决定的。然后使用符号回归推导出自旋相干时间的简单表达式,该表达式在回归模型未发现的 55 个双重态缺陷测试集上进行了验证。简单的表达式允许对自旋相干时间进行数量级估计,而无需昂贵的第一原理计算。
我们利用从头算密度泛函理论 (DFT) 研究了 54 个选定原子单层中的挠曲电效应。具体来说,我们考虑了 III 族单硫属化物、过渡金属二硫属化物 (TMD)、IV 族、III-V 族、V 族单层、IV 族二硫属化物、IV 族单硫属化物、过渡金属三硫属化物 (TMT) 和 V 族硫属化物的代表性材料,执行对称性适应的 DFT 模拟,以计算在实际相关的弯曲曲率下沿主方向的横向挠曲电系数。我们发现这些材料表现出线性行为,沿两个主方向具有相似的系数,TMT 的值比石墨烯大五倍。此外,我们发现了挠曲电效应的电子起源,该效应随着单层厚度、弯曲方向的弹性模量和组成原子的极化率之和而增加。挠曲电性 1-8 是半导体/绝缘体共有的机电特性,代表应变梯度和极化之间的双向耦合。与压电性不同,它不限于非中心对称的材料,即不具有反演对称性的晶格结构,与电致伸缩相反,它允许通过反转电场来反转应变,并允许感测额外的