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纯Fe表面机械研磨处理对Ti原子扩散特性影响的第一性原理计算及实验验证 下载：83 浏览：456

王枭1 于晓华1，2 李晓宇1，3 刘成1 钟毅1 詹肇麟1 邓久帅1 《新材料》 2019年12期

摘要:
基于密度泛函理论的第一性原理方法，计算了空位对纯Fe晶格常数、局域态密度和热力学参数的影响规律，结合Ti原子在纯Fe中的过渡态搜索，阐明了空位对纯Fe表面Ti原子扩散特性的作用机制。模拟计算表明，引入空位后，体系晶格常数和局域态密度减小，Helmholtz自由能和结合能降低，声子振动内能、熵值和等容热容增加。bcc-Fe的3×3×3超胞含一个空位和两个空位时Ti原子的扩散势垒分别为0.659 eV和0.353 eV。不同温度下体系的扩散系数表明，纯Fe经表面机械研磨处理(SMAT)后，其在673 K即可达到未机械研磨时1 073 K的Ti原子扩散效果。在实验验证环节，借助扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)仪和X射线衍射(XRD)仪观察及表征了Fe试样经SMAT处理和673 K双层辉光等离子渗Ti处理后的微观组织、截面元素分布及渗层物相结构。结果表明，增加空位浓度可以有效降低等离子渗钛温度，纯Fe表面生成了12μm左右的渗Ti层。本工作可为通过调控空位浓度实现低温渗钛的研究提供参考。

4d过渡金属掺杂石墨烯对HCN吸附行为的第一性原理研究 下载：83 浏览：428

董海宽 史力斌 《新材料》 2019年10期

摘要:
采用第一性原理的密度泛函理论方法研究了掺杂Y、Zr、Nb、Mo、Tc和Ru的石墨烯体系对氰化氢(HCN)的吸附作用。首先考察了HCN分子中H、C或N原子分别靠近吸附点的三种吸附构型。然后比较了吸附HCN前后掺杂石墨烯的能带变化。研究结果表明，掺杂Mo和Ru的石墨烯吸附HCN后的带隙大小变化大于20%，并表现为半导体行为，说明吸附后掺杂石墨烯的电导性能受影响较大。此外，进一步研究了掺杂Mo和Ru的石墨烯吸附HCN的过程，讨论了吸附能、带隙、晶格常数、HCN电荷和键长的变化，并分析了掺杂Mo和Ru的石墨烯的振动特性。研究表明，掺杂Mo和Ru的石墨烯对HCN的吸附非常敏感，这可能是开发HCN传感器的有用材料。

蓝宝石冲击消光晶向效应的第一性原理 下载：51 浏览：388

李恬静1 操秀霞2 唐士惠1 何林1 孟川民2 《现代物理学报》 2020年7期

摘要:
蓝宝石的冲击消光现象是高压领域中的研究热点.低压段(86 GPa范围内)的实验研究表明蓝宝石的冲击消光与晶向相关，但在高压段(压力范围:131—255 GPa)是否也具有晶向相关性目前尚不清楚.为此，利用第一性原理方法，分别计算了八个不同晶向的蓝宝石理想晶体和含氧离子空位缺陷晶体在高压段的光吸收性质，结果发现:1)蓝宝石在高压段的冲击消光表现出明显的晶向效应，且该效应还随压力增大而增强；2)冲击诱导的氧离子空位缺陷对揭示这些晶向效应可能有重要作用，而压力和温度因素对其贡献则较弱.进一步的数据分析可以看出，在冲击实验采用的波段内， a晶向的消光最弱(透明性最好)， c晶向的消光最强(透明性最差)， s晶向的消光介于它们二者之间，同时， m晶向的消光与a晶向的消光相似， r， n， d晶向的消光与c晶向的消光接近， g晶向的消光要弱于s晶向的消光.鉴于此，如果在高压段开展加窗冲击波实验，建议选择a晶向或m晶向的蓝宝石作为其光学窗口.本文结果不仅有助于深入地认识蓝宝石在极端条件下的光学性质，而且对未来的实验研究有重要的参考作用.

多尺度模拟方法在材料位移损伤效应研究中的应用 下载：96 浏览：478

贺朝会 唐杜 李奎 《物理进展》 2018年7期

摘要:
介绍了材料位移损伤效应研究中的多尺度数值模拟方法,包括第一性原理、分子动力学和动力学蒙特卡罗方法,举例说明了3种方法的作用和模拟结果,指出了半导体材料位移损伤多尺度模拟研究中待研究的问题,为半导体材料的辐射效应研究提供参考。
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