检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2015年第1期64卷 340-347页

作者：张传国杨勇郝汀张铭中国科学院固体物理研究所材料物理重点实验室合肥230031 北京工业大学材料科学与工程学院北京100124

利用分子动力学模拟方法研究了CH2基团轰击金刚石(111)面所形成的无定形碳氢薄膜(a-C:H)的生长过程.结构分析表明,得到的无定形碳氢薄膜中碳原子的局域结构(如C—C第一近邻数)与其中氢原子的含量密切相关.CH2基团入射能量的增加会导致... 详细信息

利用分子动力学模拟方法研究了CH2基团轰击金刚石(111)面所形成的无定形碳氢薄膜(a-C:H)的生长过程.结构分析表明,得到的无定形碳氢薄膜中碳原子的局域结构(如C—C第一近邻数)与其中氢原子的含量密切相关.CH2基团入射能量的增加会导致得到的薄膜的氢含量降低,从而改变薄膜中类sp3成键碳原子的比例.

关键词：无定形碳氢薄膜金刚石表面分子动力学模拟

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活性质吸附氢修饰金刚石表面的第一性原理研究

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物理学报 2016年第23期65卷 223-231页

作者：刘峰斌陈文彬崔岩屈敏曹雷刚杨越北方工业大学机械与材料工程学院北京100144

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,构建了不同活性质吸附氢修饰和氧修饰金刚石(100)表面,计算了氢修饰和氧修饰金刚石(100)表面吸附体系的平衡态几何构型和态密度.结果表明,氢修饰金刚石表面与H_3O^+离子间具有较强的相互作用,在... 详细信息

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,构建了不同活性质吸附氢修饰和氧修饰金刚石(100)表面,计算了氢修饰和氧修饰金刚石(100)表面吸附体系的平衡态几何构型和态密度.结果表明,氢修饰金刚石表面与H_3O^+离子间具有较强的相互作用,在费米能级附近出现浅受主能级,电荷会发生从氢修饰金刚石表面向吸附H_3O^+离子迁移,从而呈现p型导电性;当吸附物为H_3O^+离子和H_2O分子混合吸附时,能带结构发生改变,但是其导电性并没有发生变化.相比之下,含水分子和H_3O^+离子的吸附物在氧修饰金刚石表面将发生分解,不能稳定存在,吸附体系仍呈现绝缘性质.

关键词：第一性原理金刚石表面表面修饰电子结构

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金刚石表面镀镍试验研究

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地球科学（中国地质大学学报） 1997年第1期22卷 104-106页

作者：杨凯华段隆臣汤凤林中国地质大学（武汉）勘察与建筑工程学院湖北武汉

金刚石表面镀Ｎｉ工艺，是在金刚石表面粗化处理后，首先以盐基地胶体钯使其表面敏化活化，进行化学镀Ｎｉ形成金属表层．然后以脉冲滚镀方式在其表面进行电镀加厚。镀Ｎｉ后的金刚石，抗压强度显著提高，表面性质得到改善，为取得更好... 详细信息

金刚石表面镀Ｎｉ工艺，是在金刚石表面粗化处理后，首先以盐基地胶体钯使其表面敏化活化，进行化学镀Ｎｉ形成金属表层．然后以脉冲滚镀方式在其表面进行电镀加厚。镀Ｎｉ后的金刚石，抗压强度显著提高，表面性质得到改善，为取得更好的应用效果打下基础。

关键词：金刚石表面盐基胶体钯脉冲滚镀镀镍金刚石

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金刚石表面二维硅材料研究

金刚石表面二维硅材料研究

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作者：徐锐吉林大学

学位级别：硕士

近几年,二维材料因为其良好的电学和力学特性成为了新的研究热点。在这些二维材料中,硅烯的能带结构类似于石墨烯,在布里渊区中的高对称点K处存在着狄拉克锥,这使其电子有效质量极小且具有极高的载流子迁移率。目前的硅烯大半部分都是... 详细信息

近几年,二维材料因为其良好的电学和力学特性成为了新的研究热点。在这些二维材料中,硅烯的能带结构类似于石墨烯,在布里渊区中的高对称点K处存在着狄拉克锥,这使其电子有效质量极小且具有极高的载流子迁移率。目前的硅烯大半部分都是在金属表面化学气相沉积制备,如在Ag(111)、Ag(110)、Ir(111)表面。但在这些表面生长的硅烯与基底存在较强的相互作用,导致多种重构现象,这会破坏硅烯的晶格对称性,破坏硅烯的电学性质。所以找到一种新的基底,从而在表面生长获得一种新的硅烯重构对硅烯的实际应用具有重要意义。金刚石具有致密的晶格,且碳元素又极易与硅元素成键。此外在金刚石的异质外延中常常以硅作为其基底材料。因此,我们选择金刚石作为生长硅烯的基底。金刚石和硅的界面结构一直以来都没有得到充分的研究,对金刚石和硅的界面的研究将会对研究金刚石生长和应用具有重要的意义。本论文研究内容如下:1.利用粒子群优化算法在金刚石的(111)表面预测二维硅结构。发现了一种新的硅烯结构,命名为菱形硅烯。从声子谱可以看出菱形硅烯具备动力学稳定性,而当这种硅烯存在于金刚石表面时,从声子谱可以看出是动力学稳定的。我们在500K的情况下菱形硅烯可以稳定地存在于金刚石表面。当菱形硅烯在金刚石表面存在时,硅和金刚石表面的碳形成极性共价键,而硅和硅原子之间是较弱的共价键。我们发现这种菱形硅烯和一种硅的高压相相似,具有相同的空间群P6/mmm以及类似的键长这可能是金刚石表面的碳原子与硅原子形成的强共价键使得表面存在等效的高压效应,而使硅以一种高压相存在。我们还探究了菱形硅烯的电学性质,发现这种结构呈现金属性质,且费米面附近的态密度主要源于菱形硅烯。从菱形硅烯的能带图中可以看出其能带存在node line的特殊结构,这说明菱形硅烯在电子器件领域有应用的前景。2.根据菱形硅烯结果,我们选择了锗(Ge)和锡(Sn)两种第四主族元素,计算其在金刚石表面是否存在类似的菱形单层结构。利用分子动力学计算了在500K下的热稳定性,发现无论是Ge还是Sn都不能以菱形硅烯相似的结构存在于金刚石表面。这是因为Ge和Sn的原子半径要远远大于Si,所以在同样的晶格条件下Ge和Sn这两种结果存在内部应力,使得都不能稳定地存在于金刚石表面。3.根据金刚石异质外延的条件,我们探究了金刚石(100)面和硅(100)面的界面结构。利用粒子群优化算法我们预测了两种可能的界面结构。一种是在金刚石和硅界面以硅原子存在的菱形结构,另一种是以四边形硅存在的界面结构。我们计算了这两种界面结构的成键情况,发现这两种界面结构都是以硅原子和两个界面的原子成共价键。从态密度图中可以看出,这种结构呈现金属性质,而金刚石和硅都是半导体。这种半导体-金属-半导体的结构可能在电子领域有一定的作用。以上研究为拓宽金刚石在二维材料上的研究提供了思路,填补在金刚石和硅的界面结构的空白。

关键词：二维材料第一性原理计算金刚石表面重构硅烯

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新型金刚石表面和二维碳基材料的结构及性质研究

新型金刚石表面和二维碳基材料的结构及性质研究

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作者：樊冬浙江工业大学

学位级别：博士

新材料产业是我国持续投入的战略性产业之一，对于支撑整个新兴工业发展和促进传统工业转型升级具有极其重要的战略价值和实际意义。然而，自然界中材料种类是非常有限的，已经无法满足当前各个领域对材料结构与性能的需求。因此，亟需... 详细信息

新材料产业是我国持续投入的战略性产业之一，对于支撑整个新兴工业发展和促进传统工业转型升级具有极其重要的战略价值和实际意义。然而，自然界中材料种类是非常有限的，已经无法满足当前各个领域对材料结构与性能的需求。因此，亟需设计和开发具有特定功能的新型材料。近年来，随着量子力学计算方法的发展和超级计算机性能的提升，使得人们可以采用计算机模拟的方法对新材料进行设计和大规模的模拟筛选，指导实验研究，显著缩短新材料的研发周期。　　基于当前人们对于新型材料研发以及制备的迫切需求，本论文通过结合第一性原理计算以及结构优化算法，对新颖的金刚石表面结构进行系统性的理论研究，同时也对不同种类的碳基二维材料的结构与性能进行理论预测。通过对这些新型金刚石表面结构以及碳基二维材料结构的预测与研究，以期能够为实验制备这些材料提供一定的理论指导，进而实现对金刚石基电子器件性能的提升以及扩展二维材料种类和潜在应用。因此，基于前期对金刚石材料的实验研究基础以及对碳基二维材料物理性质更为深入的了解和认识，本论文将主要围绕以下两方面内容展开：　　1.新型金刚石表面结构研究：结合晶体表面结构预测以及第一性原理计算的方法，本文首先在原子尺度上研究了新型金刚石（100）表面氧化的基态结构以及相应的电子性质。我们提出了基态的金刚石（100）表面氧化模型，即methoxyacetone表面结构。电子结构的计算表明，methoxyacetone表面态与NV?/SiV?相关的缺陷态既没有混合也没有相互靠近。因此，这种表面构型可以有效的抑制光漂白和闪烁。同时，对在热丝化学气相沉积方法制备的氧化后的金刚石薄膜的测试中发现，实验制备的金刚石薄膜中的成键特征与新提出的模型相符，从而在实验上证实了我们的表面模型。另一方面，采用结合密度泛函理论计算以及非平衡格林函数的方法研究了磷终止金刚石（100）表面中独特的纳米管阵列结构、表面电子性质以及表面量子输运等性质。同时从理论上提出，这种独特的表面结构可以采用以P4分子为源使用外延生长的方法在金刚石衬底上成功制备。　　2.二维碳基材料的结构和性能研究：从碳的平面超配位概念出发，设计和研究了一系列碳基二维材料，主要包括二维碳化硅、碳化硼、碳化钛以及碳化铁材料。在二维碳化硅体系中，我们设计了两种新型平面碳化硅结构并研究了这些新结构的稳定性、电子性质以及其在光电材料领域潜在应用;对于二维碳化硼材料，本文从理论上确定了碳化硼材料在二维限域条件下的基态结构，并提出了碳的两种独特的成键类型：三角锥形的四配位（pyramidalgeometrytetra-coordinated）碳以及六配位sp2（hexa-coordinatedsp2）碳;在二维四方相结构的碳化钛材料中，与当前研究最为广泛的MXenes材料相比，我们系统性的研究了其在锂离子电池中应用的优势;在二维Fe?C体系中，本论文研究了四方相t-FeC结构的稳定性、电子性质、化学成键以及在锂离子电池和超导材料中的应用潜力。理论计算表明t-FeC结构具有395mAh·g?1的基本锂离子储存容量，并且理论计算的最高锂离子储存容量可以高达1185mAh·g?1，是非常理想的锂离子电极材料。同时本工作中新预测的t-FeC结构具有一定的超导特性，其基于Bardeen?Cooper?Schrieffer理论计算得到的超导转变温度大约为6.77K。

关键词：金刚石表面二维碳基材料微观结构量子输运电子性质

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低能小富勒烯在金刚石表面沉积特性的模拟研究

低能小富勒烯在金刚石表面沉积特性的模拟研究

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作者：杜爱军复旦大学

学位级别：博士

该文的具体研究内容和结构如下：1、在C<,20>分子的三种异构体与金刚石（001）-（2×1）表面相互作用的分子动力学研究中,我们发现各自存在一个化学吸附的能量阈值（E<,th>）,当C<,20>... 详细信息

该文的具体研究内容和结构如下：1、在C<,20>分子的三种异构体与金刚石（001）-（2×1）表面相互作用的分子动力学研究中,我们发现各自存在一个化学吸附的能量阈值（E<,th>）,当C<,20>团簇的入射动能高于E<,th>时,它能克服表面势垒与金刚石表面原子形成化学键.E<,th>的数值显著地依赖于入射分子的取向.我们的研究表明,虽然三种异构体的结合能相近,但是它们在表面化学吸附的阈能有很大差别.2、在单个C<,20>富勒烯与表面相互作用的研究基础上,我们实现了低能（10-25eV）的C<,20>富勒烯在金刚石表面上合成纳米薄膜的计算机模拟实验.发现团簇-团簇相互作用与团簇-表面相互作用的竞争显著地影响团簇在表面上的化学吸附组态,从而影响薄膜的结构.这种C<,20>类型薄膜的生长是三维岛状生长方式.薄膜的结构分析表明它是具有SP<\'3>杂化特征,短程有序而长程无序的多孔结构,并具有较高热稳定性质.3、我们研究了入射能量对C<,36>团簇与金刚石表面相互作用动力学的影响,发现当入射能量很低时,C<,36>富勒烯在表面上反弹而没有缺陷;适当升高能量,C<,36>能在表面化学吸附且保留其自由富勒烯的结构;再升高能量时,团簇和表面均呈现很多缺陷.我们的研究表明,C<,36>在金刚石表面发生吸附的最佳能量为20-50eV.在该能量范围内,C<,36>与表面上的二聚体原子成键,并且维持其笼形结构.我们的模拟结果与实验结论相符合.即在一定的能量范围内,小富勒烯沉积的薄膜能够保持其自由团簇的结构.

关键词：富勒烯金刚石表面沉积特性

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碳团簇与金刚石表面相互作用的理论模拟

碳团簇与金刚石表面相互作用的理论模拟

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作者：李素艳山东大学

学位级别：硕士

模拟退火技术已被证明是确定复杂低对称物理系统基态的最有效方法.在该文第一章,研究人员讨论了一种Langevin MD方法,并用它研究了金刚石表面重构.第二章,研究人员用MDS方法和Langevin模拟退火技术相结合模拟了金刚石(100)面dimer重构... 详细信息

模拟退火技术已被证明是确定复杂低对称物理系统基态的最有效方法.在该文第一章,研究人员讨论了一种Langevin MD方法,并用它研究了金刚石表面重构.第二章,研究人员用MDS方法和Langevin模拟退火技术相结合模拟了金刚石(100)面dimer重构过程,模拟中研究人员应用了Brenner势.第三章研究人员利用MDS研究了C<,60>与金刚石表面低能相互作用及吸附.第四章,研究人员利用MDS研究了C原子在金刚石(100),(111)面的低能沉积过程.

关键词：金刚石表面分子动力学模拟(MDS) 模拟退火技术

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金刚石表面织构化处理技术(上)

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超硬材料工程 2012年第3期24卷 53-56页

作者：谈耀麟中国有色桂林矿产地质研究院广西桂林541004

在单晶工业金刚石的应用中，金刚石微粉常用作研磨和抛光材料，配制成研磨液或研磨膏，其颗粒尺寸为微米级和次微米级，粒径小于37微米。在光学工业中常用于镜头、镜片、光透射窗等元件的研磨和抛光加工；在电子工业中则用于蓝宝石、碳... 详细信息

在单晶工业金刚石的应用中，金刚石微粉常用作研磨和抛光材料，配制成研磨液或研磨膏，其颗粒尺寸为微米级和次微米级，粒径小于37微米。在光学工业中常用于镜头、镜片、光透射窗等元件的研磨和抛光加工；在电子工业中则用于蓝宝石、碳化硅、氮化镓、砷化镓等高级晶片的研磨抛光，一般均要求达到表面无划痕的光洁度。随着高科技的发展，在宇航工业和空间技术应用的超精光学元件如高清晰度摄像镜头、超高倍放大镜、远红外探测器、激光器等都要求有更高的表面光洁度。

关键词：金刚石表面空间技术织构化表面光洁度远红外探测器摄像镜头光学元件工业金刚石

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金刚石表面纳米结构的可控构建

金刚石表面纳米结构的可控构建

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TFC'13全国薄膜技术学术研讨会

作者：邹友生何林林石晓琴宋秀峰曾海波南京理工大学材料科学与工程学院

具有极端特性的金刚石纳米锥和纳米线在化学/生物传感、电化学微电极、表面增强拉曼光谱(Surface-Enhanced Raman Spectroscopy,SERS)和探针分析检测等领域具有很大的应用潜能。目前,金刚石颗粒及薄膜的制备和应用研究已取得较大进展,... 详细信息

具有极端特性的金刚石纳米锥和纳米线在化学/生物传感、电化学微电极、表面增强拉曼光谱(Surface-Enhanced Raman Spectroscopy,SERS)和探针分析检测等领域具有很大的应用潜能。目前,金刚石颗粒及薄膜的制备和应用研究已取得较大进展,但有关特殊形貌的金刚石纳米结构(纳米锥和纳米线)研究却少有报道。本文通过微波等离子体化学气相沉积方法制备了高质量金刚石薄膜,采用偏压辅助反应离子刻蚀技术对金刚石薄膜表面进行纳米构造,制备了微观结构、尺寸和密度可控的金刚石纳米结构(纳米锥和纳米线)及其阵列。研究了荷能反应离子或原子对金刚石的物理刻蚀和选择性化学刻蚀,刻蚀掩膜在纳米结构形成过程中的作用;研究了纳米结构构筑过程中空间离子的运动及其与金刚石固体表面的相互作用;深入探讨了刻蚀工艺条件与金刚石纳米结构特性之间的关联,阐明了有掩膜等离子体刻蚀机制和金刚石纳米结构的形成机理,发展了金刚石纳米结构的可控构筑方法。并进一步研究了金刚石薄膜及其纳米结构的电化学性能和超疏水性能,研究表明金刚石纳米锥(线)具有良好的电化学特性(增强的灵敏性和重复性),与水的接触角大于150°并表现出超疏水性能。

关键词：纳米结构金刚石薄膜纳米线金刚石表面

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金刚石表面织构化处理技术(下)

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超硬材料工程 2012年第4期24卷 46-49页

作者：谈耀麟中国有色桂林矿产地质研究院广西桂林541004

6关于力学强度与破裂特性金刚石在900℃以上高温中其力学强度降低,主要是由于金刚石合成时在高温高压下的晶体生长过程中,内部混入了金属杂质。

关键词：金刚石表面织构化技术晶体生长过程力学强度高温高压金刚石合成破裂特性

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