收藏本站
《河南大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

盆烯分子与N掺杂锐钛矿型TiO_2体系所致的禁带宽度变窄现象的第一性原理研究

孔德国  
【摘要】: 本论文首先介绍了计算机分子模拟,以及计算机分子模拟下的材料计算的现状及发展趋势。接着介绍了我们实验室的分子模拟软件(Materiales Studio简称MS),并对该软件进行了说明,以及对本文工作中用到的两个计算模块(CASTEP和Dmol3)的功能和使用进行了简单介绍。接着叙述了凝聚态物理学中传统的单电子近似理论(HFA),以及这一问题的更严格、更精确的描述——单电子近似的近代理论(DFT),以及在这一理论框架下的第一性原理的材料计算方法。结合本实验室的实验工作,选择了本论文研究的材料体系。使用第一性原理计算方法对盆烯分子和锐钛矿型TiO2掺N体系进行了研究。 基于密度泛函理论的广义梯度近似(GGA)算法研究了盆烯分子C3nH2n(n是基底碳环上碳原子的个数n=3~12)的几何结构和电子特性,结果表明当n=3~8时可以形成盆形结构,n=9、10时分子变为平面结构,且对称群均为Cnv。n=11、12分子趋于鞍形。此外还研究了它的结合能、能隙、HOMO(Highest occupied molecular orbital)和LUMO(Lowest unoccupied molecular orbital)等,表明这种分子是稳定的,平面结构是这种分子最稳定的构型。且分子的还原能力随着n的增大越来越弱,氧化能力逐渐增强。 采用基于第一性原理的超软赝势方法,研究了本征锐钛矿型TiO2和不同量N掺杂所形成的锐钛矿结构的TiO2-xNx合金的电子结构。计算结果表明N的掺杂导致TiO2晶体的禁带宽度减小,发生了红移现象。并且随着N掺入量的不断增加,TiO2-xNx合金的禁带宽度单调减小。研究发现:掺杂前O 2p态电子决定价带顶的位置,且态密度随N的含量的改变发生了稍微的变化。在价带中N 2p态电子比O 2p电子的能量位置要高,掺杂后N 2p态的电子决定价带顶的位置,且随掺杂量的增大N 2p态的高能端向短波方向发生了的移动。Ti 3d态电子决定导带底的位置,并随N的掺入量的增加Ti 3d态的低能端向长波方向发生移动。最终导致了禁带宽度的变窄,发生了红移现象。
【学位授予单位】:河南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O471

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨水蛟;高爱华;胡尚斌;何小庆;姜振益;储三阳;;3-氨基-2,5-二氯苯甲酸振动光谱的密度泛函研究[J];光谱学与光谱分析;2011年07期
2 张淑华;柳福提;程晓洪;;高压下CaF_2晶体的电子结构与光学性质[J];山东大学学报(理学版);2011年07期
3 陶强;胡小颖;朱品文;;羟基饱和锯齿型石墨烯纳米带的电子结构[J];物理学报;2011年09期
4 王益军;王六定;杨敏;严诚;王小冬;席彩萍;李昭宁;;锥顶碳纳米管的结构稳定性与场致发射性能[J];物理学报;2011年07期
5 李雪梅;韩会磊;何光普;;LiNH_2的晶格动力学、介电性质和热力学性质第一性原理研究[J];物理学报;2011年08期
6 陈玉红;王伟超;杜瑞;张致龙;张材荣;;(K_3N)_n(n=1,…,5)团簇结构与性质的密度泛函理论研究[J];计算物理;2011年05期
7 康海涛;李权;赵可清;;N,N-二甲基乙酰胺的氢键效应[J];四川师范大学学报(自然科学版);2011年05期
8 易勇;丁志杰;李恺;唐永建;罗江山;;Ni_4 NdB电子结构和磁性能第一性原理研究[J];物理学报;2011年09期
9 张淑华;柳福提;程晓洪;;高压下CaF_2晶体的弹性常量与德拜温度[J];宜宾学院学报;2011年06期
10 杜利敏;曾宏;卢思满;方柏山;;密度泛函方法研究甘油和3-羟基丙醛的结构和性质[J];福州大学学报(自然科学版);2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈玉红;张材荣;康龙;罗永春;;(XB_2)_2(X=Al,Be,Na,Mg)团簇结构与性质的密度泛函研究[A];第十三届全国原子与分子物理学术会议论文集[C];2006年
2 陈玉红;康龙;张材荣;罗永春;;(LiN_3)_n(n=1~2)团簇结构与性质的密度泛函研究[A];第十四届全国原子与分子物理学术会议论文专辑[C];2007年
3 李玮琨;郭杨龙;龚学庆;李会英;卢冠忠;P.Hu;;烷烃燃烧中重要反应的密度泛函研究[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(下)[C];2007年
4 姜晓庶;Walter R.L.Lambrecht;;半导体非线性光学材料的第一性原理研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(1)[C];2007年
5 梁俊玺;王彦斌;耿志远;;气相中CHCl~(·-)/CCl_2~(·-)与CX_3H(X=F,Cl,Br和I)的氢抽提反应的的密度泛函理论研究[A];中国化学会第28届学术年会第13分会场摘要集[C];2012年
6 胡建明;程文旦;李俊篯;;HCN、HNC和CO在Cu(100)表面共吸附的密度泛函研究[A];中国化学会第九届全国量子化学学术会议暨庆祝徐光宪教授从教六十年论文摘要集[C];2005年
7 苗常青;李思殿;;硼羰基化合物B_m(BO)_n(m=2-4,n=4-10)从头计算理论研究[A];中国化学会第26届学术年会理论化学方法和应用分会场论文集[C];2008年
8 崔树稳;朱如曾;闫红;;碳纳米管填充和润湿的密度泛函研究[A];中国数学力学物理学高新技术交叉研究学会第十二届学术年会论文集[C];2008年
9 庄志萍;王旭;赵冰;;4,4'-偶氮吡啶在银上表面增强拉曼光谱密度泛函理论研究[A];第十五届全国分子光谱学术报告会论文集[C];2008年
10 王莹;陈景文;李斐;边海涛;;蒽醌类化合物对大型溞的急性光致毒性机制及QSAR研究[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 万晓晓;赛维LDK“库存门”真相调查[N];经济观察报;2007年
2 记者:向杰;材料奥妙一算解窍[N];科技日报;2006年
3 常弘;虚拟现实在建筑设计中的应用[N];中华建筑报;2008年
4 商报记者  吴厚斌;家居企业伸向房地产领域抢生意[N];北京现代商报;2006年
5 欣华;全球稀有金属资源濒临枯竭[N];中国贸易报;2007年
6 本报记者 向杰;郝玉琳:敢让禁区变通途[N];科技日报;2006年
7 张锦廷;应加强工程设计档案的补充收集[N];中国档案报;2003年
8 ;全球稀有金属资源面临枯竭,价格一路涨[N];新华每日电讯;2007年
9 杨蕾;奥运纪念章诞生记[N];中国质量报;2005年
10 ;关于对原产于韩国的进口聚酯薄膜反倾销调查的最终裁定[N];国际商报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张月胜;若干分子磁体及磁性强关联体系的第一性原理研究[D];华中科技大学;2005年
2 李德华;炸药爆轰参数、生成热及爆热的理论研究[D];四川大学;2005年
3 颜力楷;Linquist型,Stranberg型及Keggin型多金属氧酸盐衍生物性质的密度泛函理论研究[D];东北师范大学;2006年
4 阚二军;新型磁性材料的第一性原理计算与设计研究[D];中国科学技术大学;2008年
5 贺伟;纳米及表面体系分子吸附的理论研究[D];中国科学技术大学;2008年
6 金朋;富勒烯金属包合物的密度泛函理论研究[D];大连理工大学;2010年
7 门玉梅;受限空间内流体气液相变回滞现象与成核行为的平均场晶格密度泛函理论研究[D];北京化工大学;2011年
8 曲玉辉;二元原子团簇和自由基氢键络合物的量子化学研究[D];山东大学;2005年
9 赵景祥;一维纳米管功能化的理论研究[D];吉林大学;2009年
10 张士国;生物大分子结构单元——碱基与活性无机小分子作用的理论研究[D];山西大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王瑞存;金小团簇的结构演化和相对论效应[D];河北师范大学;2009年
2 冯晓琴;乌洛托品制备RDX硝解机理的理论研究[D];中北大学;2008年
3 王飞;GaAs(114)表面电子结构和面心立方金属表面扩散的计算和理论研究[D];郑州大学;2005年
4 严彬;多孔介质中复杂流体吸附行为的自由能密度泛函研究[D];南京工业大学;2005年
5 侯永;A1的等温物态方程研究[D];国防科学技术大学;2004年
6 魏娜然;新金刚石晶体结构及电子结构的第一性原理研究[D];大连理工大学;2006年
7 尹东学;滴流床反应器中亚硝酸乙酯合成新工艺研究[D];天津大学;2004年
8 冯丽霞;几种氟代烷烃与自由基抽氢反应的直接动力学研究[D];陕西师范大学;2006年
9 孙羽;有机共轭大分子激发态性质的基础研究[D];辽宁大学;2007年
10 胡娟梅;Cu(111)表面扩散势垒的DFT研究和长程相互作用的kMC模拟[D];浙江师范大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026