CALYSPO表面吸附和界面结构预测方法及应用

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ddp100
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来随着微电子器件向微型化趋势发展,吸附和界面效应对器件性能的影响更加突出,因此吸附和界面研究已经成为当前物理和材料研究领域的热点课题。众所周知,材料的微观结构是决定其宏观性质的最基本信息。只有确定了微观结构,才能在更深层次上理解和优化材料性能。但由于吸附与界面均处于化学环境剧烈变化区域,导致其微观结构极为复杂,因此确定其微观结构是一个极具挑战的课题。本论文基于课题组前期发展的CALYPSO结构预测方法,综合考虑表面吸附及界面结构的特点,发展了表面吸附及界面结构预测新方法,并成功应用于若干低维材料的结构研究中,获得如下创新性的研究成果:1.为了减小势能面搜索空间,提高搜索效率和全局搜索能力,综合考虑表面吸附结构的特点,引入了固定吸附点技术,对称性、原子间最小距离限制和限域粒子群优化算法等结构处理技术,发展了表面吸附结构搜索方法和程序,集成到课题组前期开发的CALYPSO软件包中。该方法和程序的有效性已经在若干吸附体系(如氢和氧化石墨烯表面等)的测试中得到了检验。特别是利用该方法预测了单侧氢吸附石墨烯表面的能量稳定构型,获得了带隙随氢吸附浓度变化的关系,为调控石墨烯带隙提供了新思路。2.金属锆表面的氧化一直是核材料研究领域的焦点课题,然而现有锆(0001)表面氧化结构模型的功函数随着氧吸附浓度的变化趋势与实验数据存在较大的差别。本论文利用自主发展的CALYPSO表面吸附结构搜索方法,系统研究了氧吸附在锆(0001)表面上的结构,预测出了一类能量更稳定的构型。理论计算发现新结构模型的功函数随着氧吸附浓度的变化趋势与实验数据相符合,表明该结构是实验结构的最佳候选。我们的研究为金属表面氧化体系提供了新的结构原型。3.针对界面势能面的复杂性,界面结构的低对称性,结构稳定性易受界面处晶格匹配度影响等难题,本论文引入了晶格匹配的快速搜索,配位数和原子间键长限制的晶体生长,以及限制性二维粒子群优化算法等结构处理技术,发展了CALYPSO界面结构搜索方法。利用该方法成功搜索到了石墨烯armchair-zigzag晶界及二氧化钛金红石相(112)孪晶界的稳定结构,证明了其有效性。采用该方法预测出了具有不同氧缺陷浓度金红石相(210)孪晶界的稳定结构,获得带隙随氧缺陷浓度变化的关系,为调控二氧化钛带隙,提高其光吸收效率提供了一种有效的手段。
其他文献
当你仰望天空时,一个不知名的物体从上空飞过,你在惊叹世界变化之快时,仿佛自己的生活已经真的进入了梦幻的飞行世界。这些利用无线电遥控设备和自备程序控制装置操纵的无人
优化投资结构能够实现资源的合理分配,进而达到取得最佳经济效益的目的。近年来,我国投资主体结构发生了很大变化,投资结构也从单一化发展为多元化,投资模式从单纯依靠政府财
苹果公司之前长期被认为是一家'硬件公司',软件产品仅仅是硬件产品的附带品,但是在21世纪初推出的iTunes彻底改变了人们对苹果公司的刻板印象,使苹果公司成为一家实
新一轮的技术革命,数据挖掘、机器学习和人工智能等战略,教育智能化与信息系统领域的战略方针,大数据应用对高校教育的影响与范式转变,进一步推动新一代大数据发展的方案实施
鱼蛋白肥料是继海藻肥之后,又一种针对海洋生物资源综合利用的新型肥料。在'土十条'及'减肥'的大环境下,主打'有机、环保、长效'的特性,决定了鱼蛋
对自制涂铁砂进行过滤和反冲洗试验,研究不同滤层(每层为12 cm)的截污性能,并与原始石英砂和活性炭-涂铁砂组合滤料的性能进行对比研究,探讨涂铁砂对浊度和有机物的过滤效果
'只有他从内心认可了这个品牌,才能充分信任,同甘共苦,长久走下去。否则,企业稍遇挫折,他就会选择离开,不利于企业的长远发展。所以,价值观和经营理念的匹配是重中之重。
一个世纪以前,卡尔洛·洛伦齐尼因赌钱而债台高筑。处在贫困交加的境地,这位时年五十四岁,原为文职官员的作家便自己编造了一个小木偶的故事,把开头的一章卖给了一家儿童报
本文介绍了一款针对MicroBlaze软核处理器特别开发的嵌入式操作系统PetaLinux,研究了该操作系统中自定义外围设备驱动程序的开发过程,完成了自定义块设备驱动程序的发布,并成
企业在进行年金管理的过程中,离不开企业年金理事会的支持。当前绝大部分国有的大中型企业更倾向于选择这种年金理事会的管理模式。我们将对国有企业年金管理模式的具体情况