【摘 要】
：
碳,作为地球上最重要的基本元素之一,因其多变又独特的成键形式,拥有多种多样的同素异形体。熟知的几种碳材料,如石墨和金刚石,拥有其他元素材料不可替代的优异性质,所以碳基材料一直以来是理论和实验研究方面的重点关注对象。近年来,理论计算方面的逐渐完善以及计算资源方面的不断进步,采用理论计算模拟来设计和研究新材料已经成为了普遍方法。本文采用密度泛函理论第一性原理计算方法,详细研究了几种碳基材料的性能,具体
论文部分内容阅读
碳,作为地球上最重要的基本元素之一,因其多变又独特的成键形式,拥有多种多样的同素异形体。熟知的几种碳材料,如石墨和金刚石,拥有其他元素材料不可替代的优异性质,所以碳基材料一直以来是理论和实验研究方面的重点关注对象。近年来,理论计算方面的逐渐完善以及计算资源方面的不断进步,采用理论计算模拟来设计和研究新材料已经成为了普遍方法。本文采用密度泛函理论第一性原理计算方法,详细研究了几种碳基材料的性能,具体内容如下:1.预测了一种体心立方结构的碳同素异形体bct-C5。作为一种间接带隙半导体,bct-C5的带隙为3.17 eV。计算得出bct-C5的维氏硬度为31.6 GPa,抗剪强度达到55.9 GPa。模拟得到的X射线衍射图谱与爆炸物和烟囱煤尘的实验数据基本一致。这些结果表明,bct-C5可以被成功制备,并在机械和电子器件上有潜在的应用前景。2.预测了 一种由sp和sp3杂化键组成的新碳相TD-carbon。TD-carbon是一种低密度（0.673 g/cm3）的直接带隙半导体材料,带隙为2.82 eV。在低光子能量下,TD-carbon比TiO2更容易吸收可见光。这些结果表明,TD-carbon是一种潜在的光电子功能材料。3.研究了 T-carbon的移位阈能和级联碰撞过程,以及碰撞引起的典型缺陷对其电子性质的影响。研究表明,T-carbon的移位阈能具有各向异性的特点。通过对T-carbon的能带结构和能带分解电荷密度的分析,阐明了辐照调节T-carbon带隙的机理。这些结果对于进一步认识T-carbon,揭示辐照缺陷的形成机制具有重要指导作用,从而为T-carbon在辐照环境中的应用提供理论依据。4.研究了硼氮掺杂对五元环石墨烯体系几何结构、电子结构和磁学性能的影响。研究发现,五元环石墨烯的电子带隙可以根据取代原子的类型和位置在1.88 eV到2.12 eV之间进行调节。掺杂原子的引入会引起自旋极化,导致局部磁矩的产生。通过对自旋极化电荷密度的检测,分析和讨论了产生磁矩的主要原因。这些结果为五元环石墨烯的掺杂修饰提供了理论依据,使其未来适合于光电和磁性器件领域的应用。图[27]表[3]参[114]
其他文献
近年来,随着我国交通、水利等领域基础建设的快速发展,盾构法已在隧道施工中得到广泛应用。但常规盾构机多适应抗压强度R≤80Mpa的岩层,对于R>80Mpa超高强硬岩多采用钻爆法施工。本文以福州轨道交通五号线[农林大学站]至[洪塘站]区间超高强硬岩段盾构法掘进为工程背景,采用实验室测定、数值模拟、理论分析、现场实测等综合研究方法,开展滚刀破岩机理、掘进参数优化以及盾构机穿越超高硬岩地层施工技术等方面的
DNA作为一种主要的遗传物质,是生物体发育和正常运作必不可少的生物大分子。随着分子生物技术的迅猛发展,DNA作为一种天然的纳米级材料,已被广泛应用于各个领域,其中,基于DNA的逻辑电路在生物传感,智能运输等方面更是发挥着不可或缺的作用。相比于一般的物理材料,DNA作为一种生物材料,具有体积小、生物相容性良好等优点。相比于化学试剂,以DNA单链作为逻辑的输入与输出,便于实现电路的级联。针对不同的需求
进入21世纪以来,我国盾构施工技术日臻成熟,盾构法施工隧道的规模和数量不断增长。据调查,伴随盾构隧道运营时间的增长,隧道结构病害问题日益凸显,这些病害不但会影响隧道的正常运营,甚至会缩短隧道的服役寿命。因此,对盾构隧道结构病害进行全方位的健康诊断,定量化评价盾构隧道结构的健康度,对盾构隧道健康状态做出快速、准确评价,并针对结构病害提出合理、有效地治理方案,延缓隧道病害进一步恶化,延长隧道的服役寿命
本文在随机生成不同裂隙分维值的裂隙网络基础上,采用地下水渗流数值模拟技术,根据含水层随机补排特点,研究分数高斯噪声（fGn）和分形布朗运动（fBm）两种时间分形侧向边界流量随机过程下,岩溶裂隙介质含水层的水位波动分形特点,建立裂隙网络分维值与水位波动分维值之间关系。最后选取淮南煤田潘谢矿区太灰上段水位数据,分析其时间分形特征,并结合断裂分维值验证模拟分析的结论,揭示岩溶裂隙网络介质水位波动时间分形
岩石蠕变特性是岩石的固有属性,影响着岩土工程的稳定性和安全性;已有的研究表明水的存在会导致原本处于稳定状态下的工程可能出现围岩失稳现象,因此,有必要研究不同含水状态下的岩石蠕变特性。本文对不同含水状态下的类软岩进行单轴压缩和单轴加载蠕变试验研究,探究了不同含水状态下类软岩瞬时和蠕变力学特性;基于非线性函数和损伤力学,建立了适用于类软岩的非线性蠕变模型。主要研究内容如下:（1）对不同含水状态下的类软
微流控芯片技术是通过微细加工技术在半导体或高分子材料芯片上构建微流路的系统,其将实验与分析过程转载到芯片结构上,可对样品进行快速、准确和高通量分析,具有高通量和微型化的特点,不仅能降低检测时间和样本消耗量,还能提高样品的检测精度,已广泛应用于各个领域。微量样品的检测技术是微流控技术中最为重要的研究内容之一。传统的微流控芯片检测方法需要内置电极、加高压电场或磁场等,但芯片的流道和反应池的尺寸一般为微
液压支架是煤矿综采工作面重要装备,对采煤工作面安全生产起着重要作用。随着矿井年产量的增加,大型重载液压支架使用逐渐增多,液压支架尺寸和重量的增加,对液压支架运输和拆装带来了难题,如何安全快捷的拆装液压支架,对提高煤矿的生产效率有着重大意义。因此,亟需设计出一套可用于快速拆装大型液压支架的专用设备。基于矿井井下综采面的工作环境以及巷道的安装条件,结合大型液压支架快速拆装的工艺要求,本文设计了一种具有
图像分类是图像分析与处理的重要环节,是计算机视觉领域研究的热点问题。传统的图像分类算法需要人工设计特征,缺乏良好的泛化性,具有一定的局限性。近年来,深度学习因其强大的特征提取能力被广泛应用到图像分类领域。因此,基于经典的深度学习模型,本文将改进的方法应用于不同图像数据集的分类,旨在提升图像分类的准确度。主要研究内容及相关成果如下三个方面。（1）基于传统的单通道卷积神经网络,给出一种改进的多通道卷积
粉尘是煤矿开采过程中的重大安全隐患,矿井粉尘爆炸会造成人员伤亡和企业经济损失。因此降低矿井生产过程中的粉尘浓度,是我国煤矿目前需要解决的主要问题之一。目前,水喷雾降尘是煤矿井下使用最多的喷雾降尘技术,但其降尘效果不佳,特别是对于疏水性强、粉尘粒径小的呼吸性粉尘。本文采用理论分析、实验研究和数据分析的方法研究表面活性剂对焦煤润湿性的影响,为提高矿井粉尘防治效果提供支持。本文选用阴离子、阳离子、两性离
过程挖掘一直以来都是业务流程管理及其一系列相关下游任务研究领域中的核心问题,它既是业务流程建模的依据,也是业务流程模型质量好坏的反馈。随着电子商务时代的到来,各大企业和组织对业务流程的重视程度也变的越来越高,如何从庞大的业务流程系统中有效的挖掘出有用信息对于各企业和组织的发展至关重要。过程挖掘技术是一种利用业务流程系统日常运行中生成的事件日志来查找更合理过程模型的技术,并与其他方法（包括一致性检测