随着功率转化效率的快速进展,钙钛矿太阳能电池(PSC)表现出巨大的潜力,因为下一代低成本,有效的太阳能电池设备。超薄的纯净和broded的Mote 2单层材料是钙钛矿太阳能电池应用中替代电子传输材料的有前途的候选物。基于流行的密度功能理论(DFT),使用投影仪增强平面波(PAW)计算了这些材料的电子特性。使用Pardew-Burkeernzerhof广义梯度近似(PBE-GGGA)计算这些特性。使用完全相对论的自旋轨道耦合(SOC)确定了所考虑材料的带状结构。我们的结果表明,纯和BR掺杂的2D-MOTE 2是N型半导体,直接带隙能量分别为1.01和1.21 eV。提供了材料的光学特性,例如相对介电常数,传输和反射率。使用这些属性,使用1-D太阳能电池电容模拟器(SCAPS-1D)软件来设计基于单层纯和BR掺杂的Mote 2作为电子传输层(ETL)的太阳能电池。这些细胞的最大效率为13.121%,V OC为1.067 V和1.186 V,J SC的V OC为21.678 Ma/cm 2和25.251 MA/CM 2,而FF的FF为56.720%和56.720%和80.139%的FF,以及80.139%的纯度和80.139%的纯度和BR-pure and Br-doped Ets。我们的太阳能电池的性能与传统的基于SI的太阳能电池相媲美。结果显示了单层纯和掺杂的MOTE 2如何用作钙钛矿太阳能电池的合适ETL材料。
对二维(2D)材料(例如石墨烯,硅和德国烯)的摘要研究,由于其独特的电子和机械性能,引起了极大的关注。该迷你审查采用密度功能理论(DFT)来比较这三种材料的电子特性。结果表明,通过SP²杂交的石墨烯具有出色的电导率和高机械强度,晶格常数为2.46Å。硅和德国烯分别由硅和锗原子组成,由于它们能够通过各种方法张开带隙,因此具有更高的表面反应性和高级电子应用的潜力。硅的晶格常数为3.90Å,电负性为1.9,而德国烯的晶格常数为3.97Å,电负性为2.01。硅和石墨烯的带状结构没有表现出带隙,在p轨道中具有主导状态,而德国烯显示半导体行为,在K点处有零带隙的开口。石墨烯显示出高的平面刚度,而硅和德国烯具有各自的刚度,石墨烯和硅脆性是脆性,而德国烯则是延性的。这项研究提供了对石墨烯,硅和德国烯电子特性的基本差异的见解,以及它们在半导体技术和高速,低能电子设备中的潜在应用。
要计算WSE 2层的Moir´e电子结构,我们需要求解未介绍的TMD的K和-K谷(τ= 1和-1)周围的有效连续模型,然后将它们折叠到Moir'e Bz中s3(a),其中蓝色区域代表具有τ= 1的连续模型,红色区域代表带有τ= - 1的连续模型。这两个区域在动量空间中远距离分离,因此两个连续模型在单粒子水平上被解耦]。我们将Bz中的山谷表示为±K,而Moir´e Bz中的山谷为κ和κ'。为简单起见,我们还使用±k表示某处τ=±1的连续模型。为了获得Moir´e潜在参数(v I,φi),(i = V,c),我们使用自旋轨道耦合(SOC)来利用密度功能理论(DFT)软件VASP [6-8]来计算WSE 2 / WSE 2 / WS 2 HETEROBILAYER系统。Moir´e的电势作用在相应的价和配置带的D轨道上,可以解释为Valence带最大值(VBM)的变化,而传导带最小值(CBM)是Moir´e超级突出的位置R的函数。如上所述,可以将这些变化映射到VBM和CBM的变化,并在AA堆叠的WSE 2 / WS 2 BILAYER中具有不同的层间层中位移D,其扭曲角度为零。在此,我们计算了三个高对称堆叠配置的带状结构[5]。基于金属原子和相反层的金属原子和chalcogen原子的比对,将三种构造称为SE / W,AA和W / S。例如,SE / W表示顶层中的SE原子与底层中的W原子对齐。真空距离在平板模型中设置为20°A,并且在不同结构构造中的层间距离是通过
在充电/放电过程中锂电池电极的结构和电子演化的研究对于了解LI的存储/释放机制至关重要,并优化了这些材料,以实现高性能和循环性。在过去的20年中,在过去的20年中,已经开发出了几种原位和现代技术,例如X射线衍射XRD,1-11 X射线吸收光谱XAS XAS,12-15和Mössbauer,Mössbauer,16 Raman,ir和NMR 17,18 Specopies已开发出来。对电池材料的原位评估,即在封闭的电化学电池内观察,带来在线信息,并消除了通过环境气氛操纵高反应性粉末的风险。它允许研究复杂的反应机制,并证明由于电极s内的结构和电子过渡而导致的各种化学系统中的电压 - 组合物非常令人满意。可以在标准实验室衍射仪和同步加速器源设备中进行原位XRD研究,该设施可提供比常规X射线管所输送的光子量高几个数量级的X射线光束。到此为止,已经设计了几种用于转移或传输几何形状的电化学细胞。在标准X射线衍射仪中,高质量位置敏感探测器的最新开发使得在实验室中更容易使用此类技术。使用带状结构计算和数据模拟的最新方法在允许对电化学锂插入/提取过程中的化学键进行精确分析方面非常成功。在要研究的材料方面非常普遍,最近在伸展的X射线吸收膜结构Exafs和X射线吸收接近边缘结构Xanes Xanes Xanes模式中,最近在延伸的X射线吸收膜结构中广泛执行了原位XAS的结构变化和电子传递现象。例如,尽管信号的EXAFS部分提供了有关其自身吸收原子选择的近距离环境的直接结构信息,但可以将光谱的XANES部分大致看作是给定原子的空电子状态的图片,并允许在静脉内和反流中监测这些水平的收费过程。19此外,同步设施中弯曲的单晶的开发和使用分散X射线吸收结构以及单色QuickXAS快速旋转的可能性为研究的新方法铺平了道路,以研究对电池材料的研究。使用非常短的收购时间的可能性,通常是XRD和XAS几秒钟的顺序,确实允许我们投资 -
本文似乎是一本有关固态物理和材料科学的学术书籍的目录,重点是晶体的电子特性。- **第1章**:使用Bloch定理,量子井中的能级,转移矩阵,谐振隧道和能量带中的一维周期电势中的电子。- **第2章**:使用直接和相互晶格(包括Wigner-Seitz原始细胞,布里鲁因区域和密度 - 态计算)涵盖晶体的几何描述。- **第3章**:解释了金属的Sommerfeld自由电子理论,涵盖了自由电子气体的量子理论,费米 - 迪拉克分布,电子特异性热和热发射发射。- **第4章**:深入研究单电子近似及以后,讨论了Hartree方程,确定性波函数,Hartree-fock方程,密度功能理论和均匀电子气体的相图。- **第5章**:介绍了各种晶体理论,包括紧密结合方法,正交平面波(OPW)方法,伪能力方法,蜂窝法,增强平面波(APW)方法和绿色的功能方法。- **第6章**:检查选定晶体的电子特性,重点是稀有气体固体,离子晶体,具有钻石结构的共价晶体,金属的带状结构和石墨烯的电子结构。- **第7章**:使用Thomas -Fermi模型在金属中讨论晶体中的激子,等离子体和介电筛选。关系进一步阅读第13章。关于材料科学基本原理和应用的第7章本章集合提供了材料科学中基本概念的全面概述,涵盖了从线性响应理论到晶体散射粒子的主题。章节分为三个主要部分:相互作用的电子核系统(第8-9章),晶体的晶格动力学(第9章)和晶体散射颗粒(第10章)。此外,还有关于金属光学特性的单独章节(第11章),另一章关于半导体和绝缘子的光学性质(第12章)。章节以每个主题的摘要开头,对主题进行了简要介绍。在某些章节的末尾还包括进一步的阅读部分。所涵盖的特定主题包括Lindhard模型中的介电筛选,表面等离子体和表面偏振子,相互作用的电子核系统以及绝热原理,晶体的晶格动力学,晶体散射的粒子,金属的光学特性以及半管转器和绝缘体的光学特性。这些章节对材料科学原则及其应用进行了详尽的研究,使其对现场的研究人员和学生有用。Transport in Inhomogeneous Semiconductors Abstract 14.1 Properties of the - Junction at Equilibrium 14.2 Current-Voltage Characteristics of the - Junction 14.3 The Bipolar Junction Transistor 14.4 Semiconductor Heterojunctions 14.5 Metal-Semiconductor Contacts 14.6 Metal-Oxide-Semiconductor Structure 14.7 Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor (MOSFET)进一步阅读第15章。Transport in Intrinsic and Homogeneously Doped Semiconductors Abstract 13.1 Fermi Level and Carrier Density in Intrinsic Semiconductors 13.2 Impurity Levels in Semiconductors 13.3 Fermi Level and Carrier Density in Doped Semiconductors 13.4 Non-Equilibrium Carrier Distributions 13.5 Generation and Recombination of Electron-Hole Pairs in Doped Semiconductors Appendix A统一掺杂的半导体中典型传输方程的解决方案进一步阅读第14章。磁场中的电子气体抽象15.1磁化和磁化率15.2磁场中游离电子气体的能量水平和密度 - 处于15.3 landau diamagnetism和de haas-van alphen效应15.4旋转旋转的自旋磁性旋转Paramagnetism a Paramagnetism a pelectron Gas 15.5 Magnetoresististive and Criffectial Hall效应和classical Hall效应15.6量子效应15.6量子166量子166量子166量子166量子166量子。磁化杂质的磁力抽象16.1磁化易感性的量子机械处理16.2原子或离子中壳的永久磁偶极子16.3局部磁矩的磁磁性16.4局部磁力16.4正常金属中的局部磁状态16.5正常金属16.5稀释的磁性元素和阻力降低了降低降低的磁化量。磁化杂质的磁力抽象16.1磁化易感性的量子机械处理16.2原子或离子中壳的永久磁偶极子16.3局部磁矩的磁磁性16.4局部磁力16.4正常金属中的局部磁状态16.5正常金属16.5稀释的磁性元素和阻力降低了降低降低的磁化量。晶体中的磁顺序抽象17.1铁磁和魏斯分子场17.2局部磁矩之间耦合的微观起源17.3平均场近似中的防铁磁性17.4旋转17.4旋转波和磁体在铁磁性晶体中的模型17.5 ISing Modaler的模型17.6巡回磁性附录一个解决的问题并补充了进一步阅读第18章。超导性抽象18.1超导体的某些现象学方面18.2库珀对构想18.3在零温度下BCS理论中超导体的基态18.4零温度下超导体的激发状态18.5在有限温度和热量的超导能力处理中,在有限的量子和热量下进行量子量的量子量表18.5对超导体的处理。6 18.8隧道效应附录A声子诱导的电子电子相互作用进一步读取索引
由约翰·巴尔丁(John Bardeen),莱昂·库珀(Leon Cooper)和罗伯特·施里弗(Robert Schrieffer)开发的BCS理论成功地建模了I型超导体的性能。该理论的一个关键方面是通过与晶格的相互作用而形成了库珀对,这是由于与晶格振动相关的电子之间的轻微吸引力所致。这些配对的电子的行为更像是玻色子,凝结成相同的能级,并在带隙以下的温度上表现出零电阻率。获得诺贝尔奖的三人组的工作表明,超导性的临界温度取决于带隙和同位素质量,指向声子相互作用机制。给定的文章文本此处已将半导体的属性扩展到包括环境样本[11,12]。半导体表现出具有能隙(例如)为特征的带状结构,硅的EG约为1.17 eV,而EG的EG约为0.66 eV。内在的半导体,例如纯硅或锗,由于热能而导致一些电子升高到传导带。填充特定能量状态的概率遵循费米 - 迪拉克分布。在室温下,化学势(μ)和费米能(EF)大致相等。传导电子可以通过相对于费米能的能量水平来识别它们。当电子被激发到传统带中时,它留下了一个孔,该孔充当价带中的正电荷载体。杂质半导体是通过引入杂质(掺杂)来改变其电子特性而创建的。n型材料的杂质比半导体的价电子多,而P型材料的杂质具有较少的价电子。在超导性中,可以在液态氦低温器中观察到几种现象。通过测量磁场排除(Meissner效应)证明了向超导状态的过渡,因为温度通过沸腾的氦气流降低。还观察到,还观察到还观察到通过两个超导体之间的绝缘连接在超导铅缸中诱导电流的持续性。此实验的准备问题包括测量0.5英寸汞的高度,以允许蒸发氦气逃脱,防止空气逆流进入脖子,并取下插头以测量氦气水平并插入实验。应通过各种方法将这种开放条件的持续时间最小化,例如减少电线表面上的杂质或平行于其平行的磁场。这可以帮助减轻非常规超导体和其他可能导致库珀对破裂的来源的疾病的影响。超导和扩散金属状态之间产生的相变是一种复杂的现象,受到电流和热激活相滑的波动的影响。已经对此过程进行了全面分析,从而揭示了从量子临界到低温金属相过渡时,零频率电运中的非单调温度依赖性。遵循De Gennes的方法,参考。接近临界点,热电导率比显示了遵守Wiedemann-Franz定律的线性温度依赖性。在相关研究中,对强烈相互作用的国家方程的调查已经持续了近二十年。这项研究通过检查了描述核液体 - 液体相变和解糊精过渡的准确解决的统计模型,从而为这一领域做出了贡献。通过扩展热力学限制中的溶液到有限体积,研究人员直接从大规范分区中制定了相似的相类似物。已经探索了对这些系统的表面影响,表明表面的存在可以显着影响相行为,尤其是对于强烈相互作用的物质。时间限制对金属超导性和超流量的影响,电子在短范围内使用筛选的库仑电位相互作用。金属的现象学理论(称为Landau Fermi液体理论)假设这些相互作用的电子绝热连接到自由电子。这使我们能够将金属中的电子视为具有重归于参数的非相互作用的费米。有限温度下金属的比热与激发的数量成正比,即大约4kf/k,其中kf是费米波形,而ek是电子的能量。这表明金属中的电子出于实际目的的行为就像非交互式费米子。一项研究发现,声子的线宽与电子偶联参数λ成正比。然而,一些研究的重点是超导体中的电子声子相互作用,尤其是在常规和非常规的超导体中。这项研究的目的是更好地了解使用非弹性中子散射的经典超导体的声子频谱。另一项研究试图以“纯粹的经典”方式解释Meissner效应,即从超导体中驱动磁场线。但是,该论点滥用了Gennes的通量驱动,并受到其他研究人员的争议。我们不是直接解决最关键的论点,而是基于De Gennes的古典教科书摘录的基本观点[2]。1将超电流密度描述为j(r)= n(r)e*v(r),其中n是超导电子的密度,v是载体的漂移速度。通过将该方程取代到表达式中以进行动能并最大程度地减少动能和磁能的总和,可以到达F.和H. Londons的方程式:H +λ2∇×(∇×H)= 0,其中λ是穿透深度。此方程式解释了字段排斥。值得注意的是,该方程的推导不依赖于量子概念或普朗克常数。状态揭示了2DEG的特性;具体而言,它表现出半耗油的石墨烯EF自旋偏振法表面。这导致了有趣的现象,例如与旋转密度相关的电荷电流和与电荷密度相关的旋转电流。此外,Berry的阶段具有强大的疾病,显示出弱反定位但不可能的定位。当对称性打破时,表面能隙会打开,导致诸如量子霍尔状态,拓扑磁电效应或超导状态等外来状态。但是,如果表面保持不足而没有破坏对称性,甚至出现了更异常的状态,则需要固有的拓扑顺序,例如非亚伯式FQHE或表面量子厅效应。文本进一步探索了轨道QHE,e = 0 landau级别的dirac费米子和“分数” iqhe 2/3 e/h B.异常的QHE可以通过沉积磁性材料来诱导表面间隙,从而导致质量M↑M↓。在拓扑绝缘子(TIS)的背景下,文本讨论了磁电效应Qi,Hughes,Zhang '08;艾森,摩尔,范德比尔特'09。它考虑了带有磁体间隙表面的Ti的实心圆柱体,并探索了拓扑“ Q术语” 2 DL EB E E1 ME N E2 H2 H2 Q H Tr Sym。