张岩焱[1]（2021）在《全无机金属卤化物钙钛矿纳米材料的可控制备及光电性质研究》文中研究指明随着纳米技术的快速发展,低维半导体纳米材料（包括:量子点、纳米线、纳米带、纳米管和纳米晶等）在新型纳米光电器件领域扮演着愈来愈重要的角色。影响半导体材料发光效率、吸收系数、载流子扩散系数、载流子迁移率等光电性质的参数较多,其中半导体的禁带宽度决定了半导体材料的吸收和发射性能,进而影响半导体光电器件的应用。自然界中天然存在的半导体种类少之又少,一方面,由于传统半导体材料经济成本高、材料尺寸较大、应用于集成器件中难度高等诸多限制因素,在半导体纳米信息器件的大规模应用上仍然面临着很大挑战,另外,传统半导体材料的带隙局限性严重影响了多功能光电器件的发展与应用。国内外科研工作者为了打破带隙局限性,在不同半导体材料带隙调制方面做了许多出色的研究工作,在拓宽材料带隙范围的同时,也为未来基于带隙调制半导体在集成器件上的应用提供了可能。为了研究纳米尺度下带隙递变或突变的半导体在纳米光电器件中的性能,需深入开展纳米结构的带隙调制工作。全无机金属卤化物钙钛矿纳米材料由于其优异的光电性能（例如高光学吸收系数、长载流子扩散长度及寿命、高载流子迁移率等）、可见光波长范围内波长可调以及材料组成的丰富性等,近年来受到科研人员的广泛关注。本论文通过改进化学气相沉积法（CVD）实验装置,将不同带隙的全无机金属卤化物钙钛矿材料在单基片上集成以及制备带隙突变的异质结纳米线、纳米带。具体研究工作归纳如下:（1）成功制备了铯铅卤化物钙钛矿（Cs Pb X3,X=Cl,Br,I）纳米晶结构,通过加装步进电机克服了真空管式炉腔内固体反应源物质无法控制的难题,在高温生长条件下完成反应源物质的更替,实现单基片上Cs Pb Cl3（1-x）Br3x组分连续递变,沿衬底长度方向完成带隙调制,实现了可调谐WGM纳米激光器。（2）通过探索全无机金属卤化物钙钛矿纳米线的生长条件,在锡催化剂的作用下成功制备锡催化的铯铅卤化物钙钛矿（Cs Pb X3,X=Cl,Br,I）纳米线,然后通过改进后的化学气相沉积装置完成反应源物质的替换,完成Cs Pb Cl3-Cs Pb I3异质结纳米线的制备工作,研究了材料的光学性质。（3）在原有化学气相沉积法实验装置上加装步进电机来辅助反应源物质移动,通过多步骤反应合成制备Cd S-Cd Sx Se1-x-Cd S合金纳米带横向异质结。在405 nm激光的照射下,该纳米带中间为红色发光,两侧为绿色发光,呈现“绿-红-绿”的三明治结构,在纳米带宽度方向实现带隙调制,利用这些独特的结构实现了半导体纳米带光探测器。
夏骏[2]（2020）在《氧化石墨烯层状材料界面交联的力化学机理研究》文中研究指明自然界中的生物结构材料因其复杂而精细的多级结构而具有优异的力学性能,成为固体力学和材料科学等领域的重要研究对象,并不断启发研究人员探索高性能的仿生材料。其中,对于仿贝壳结构材料的设计主要着眼于两个方面:基体和界面。氧化石墨烯在保有石墨烯力学特性的同时具备灵活的化学自组装能力,其表面丰富的含氧官能团为界面交联提供了灵活的设计空间,因而被视为潜在的理想基体并广泛应用于仿贝壳材料的构筑。在基于氧化石墨烯进行界面设计的研究中,虽然多种相互作用和交联形式的引入极大地提高了氧化石墨烯层状材料的力学性能,但强度和韧性的对立依然存在。此外,在氧化石墨烯的实际应用过程中,液相环境又会对氧化石墨烯体系的力化学行为产生不可忽视的影响。目前领域内仍然缺乏对这些问题的纳尺度力化学机制的理解,未能建立完善的多尺度构效关系,因此常常难以实现石墨烯基仿贝壳层状材料的同步强韧化设计。本文围绕氧化石墨烯基层状材料,系统研究了其界面交联在纳尺度下的力化学行为和机理,为探索基于氧化石墨烯设计和制备仿贝壳层状材料提供了理论基础。阐明了非共价作用对氧化石墨烯界面力化学性质的调控。通过非共价作用指标,对氧化石墨烯界面体系内的非共价相互作用形式进行了量化和表征。揭示了氧化石墨烯与有机小分子（三聚氰胺）间形成的强界面作用的原子尺度起源。分析了三聚氰胺的嗪环与氧化石墨烯的羟基间的形成的超强氢键作用与氨基-π 弱相互作用之间的化学协同效应。基于低密度和线性假设,给出了该体系的微观相互作用与宏观力学性能之间的联系。研究了液相酸碱环境下氧化石墨烯的界面结合体系的力化学响应。建立了氧化石墨烯的表面及边缘基团与有机小分子（三聚氰胺）之间的结合体系。指出液相环境对氧化石墨烯的界面结合的增强趋势。通过引入pKa参数,研究了酸碱环境下氧化石墨烯的界面结合体系的状态变化——质子化及脱质子化反应。揭示了酸碱环境对氧化石墨烯的界面结合强度的影响,对实验中的材料碱性增强现象给出了合理解释。研究结果揭示了氧化石墨烯的边缘基团的结合作用在调节石墨烯基仿贝壳层状材料体系力学性能方面的不可忽视的作用。总结了氧化石墨烯的含氧基团的液相稳定性及对主族金属阳离子交联机制的影响。通过考虑氧化石墨烯在溶液中对其含氧官能团的结合能力,重新审视了其在液相下的稳定性,将前述酸碱环境下的结果拓展至更普遍的阳离子溶液环境。从自由能角度出发,分析了氧化石墨烯的表面基团的稳定性与其基团分布的相对位置之间的关系,并发现高价金属阳离子对氧化石墨烯表面基团的强还原作用。在稳定性分析的基础上,提出了常见主族金属阳离子与氧化石墨烯的含氧基团之间潜在的交联新机制,指出高价阳离子在氧化石墨烯层间的交联行为实则是一个还原/水解-中和-交联的不断竞争的过程。综上所述,本文从原子尺度的力化学作用出发,深入剖析了氧化石墨烯基层状材料的界面交联系统的独特力化学行为及机理。其原子尺度的力化学耦合行为及其背后的新机制有望为高性能石墨烯基复合材料和智能器件的设计和应用提供新思路。
江文峰[3]（2020）在《手性多级纳米结构的自组装研究》文中研究表明手性纳米材料对于推动手性分析和检测、手性拆分、生物标记、与偏振光相关的光子学和光电学等领域的发展具有重要意义。目前为止,虽然人们已经制备了很多无机和有机手性纳米结构,但手性多级纳米结构的报道却少很多,多级结构的自组装机理以及多级结构与性能的关系仍缺乏系统的研究。本论文利用金-硫醇化物纳米片和有机大环分子作为组装基元,通过自组装制备了多种具有多级结构的手性纳米材料,并研究了其自组装机理,组装体的胶体溶液、化学和光学活性等性质。具体研究内容和结论概括如下:1.金-半胱氨酸（Au-Cys）多级组装手性粒子的构建氯金酸与半胱氨酸反应,生成尺寸多分散的纳米片。向溶液中加入阳离子表面活性剂CTAB,使纳米片之间作用相反的强相互作用力（静电斥力和近程耦合力）相抵消。这时,较弱的次级作用,比如纳米粒子形状的不对称性或者手性,才可以控制组装路径。结果,纳米片组装形成具有多级纳米结构的类颗石藻胶体粒子（CLIPs）。本文发展数学图论,建立复杂度因子的算法,定量比较不同结构的复杂度,发现与自然界中以及人工合成的一些多级纳米结构相比,CLIP粒子具有相当或者更高的结构复杂度。调节Au-Cys纳米片中配体的对映体过量χ以及组装初期的成核温度tn,本文得到了具有丰富组装体形貌的二维相图。比较相图中不同结构的复杂度因子,本文发现最复杂的结构出现在χ→±100%时。如果用非手性分子巯基乙酸（TGA）代替手性分子Cys作为配体时,组装体结构的复杂度显着降低;而用另外一种手性配体青霉胺（Pen）代替Cys时,形成了相似且具有复杂多级结构的CLIP粒子,这表明手性对于形成复杂多级结构的重要性。向Au-Cys中掺杂银或者铜,可以增强材料的弹性约束,使得弹性约束在组装过程中占主导地位。这些掺杂改变了组装体的形貌,所形成粒子的结构复杂度降低。2.Au-Cys粒子胶体溶液、化学稳定性和光学活性的研究Au-Cys CLIP粒子可以分散在极性溶剂以及非极性溶剂中,表现出良好的胶体溶液性质。这些粒子在极端酸性及强碱性条件下,仍然可以保持其结构和发光性质,表现出良好的化学稳定性。Au-Cys CLIP粒子具有较强的光学活性,消光与发光的g-factor分别达到了0.055和0.01。Au-Cys材料具有很好的化学可调节性:向Au-Cys材料中掺杂Cu或者Ag时,不但可以改变组装体形貌,还可以将材料发出的红色荧光蓝移至橙色和黄绿色,并且发光仍然具有手性特征。Au-Cys CLIP粒子发光的手性方向可以通过物理超声实现反转。本文提出新的手性发光机理:Au-Cys材料由于自身电子云极化所发出的光为手性光;发出的荧光在与CLIP粒子作用时,粒子的手性结构会对左、右旋光造成不对称散射,也会赋予发光一定的手性。这两个原因造成的发光手性方向相反,是竞争关系。在完整的CLIP粒子中,不对称散射贡献较大,因此散射手性决定了整体发光的手性;将CLIP粒子超声解组装为纳米带后,散射能力大大减弱,材料自身发光的手性贡献较大,因此电子云极化造成的荧光手性决定了整体发光的手性方向。3.基于有机大环分子的多种手性多级纳米结构的构建手性二胺与二异氰酸酯在NMP中反应,生成了一系列大环分子同系物。二聚的大环分子通过自分类（self-sorting）形成无规片层组装体,从溶液中自分离析出。手性大环二聚体（MCU2）在溶液中自组装,根据条件不同得到了一系列的手性结构,包括螺旋浆叶片粒子（PBP粒子）、PBP超粒子、纳米花粒子、螺旋纳米纤维、由纳米粒子组成的螺旋线、由螺旋纳米带组成的环带球晶粒子。由两种互为对映异构体的MCU2分子形成的组装体,结构具有镜面对称性。结构分析表明,当手性大环分子形成的晶体属于简单单斜晶系时,组装体表现出纳米尺度下的结构手性;而当其形成的晶体属于简单四方晶系时,组装体无大尺度下的结构手性。
傅继业[4]（2019）在《应用于纳米孔光学检测的石墨烯薄膜转移方法的研究》文中认为微纳加工水平的飞速进步使得固态纳米孔传感技术在近年来取得了很大的进展。不论是在纳米孔信号的分辨率上,还是信噪比的控制上,都比之前有了很大的提高。在单个纳米孔信号的质量可以满足部分应用后,人们开始对固态纳米孔传感的通量提出了要求。这样的设想面临着两大难题:同时获取多通道信号的检测方法和高效可控地制备固态纳米孔阵列。首先,传统的离子电流检测手段很难实现对多个纳米孔的信号同时进行监测,这就使得可以实现多通道同时监测的光学检测方法与固态纳米孔传感技术的结合。其次,石墨烯薄膜作为超薄的二维材料,已经在很多纳米孔实验中证明了其优越性。同时,石墨烯薄膜具备更大的加工纳米孔阵列的潜力。所以,作为石墨烯纳米孔制备的前置工艺,石墨烯薄膜的转移就十分关键。目前最为主流的石墨烯转移方法是以PMMA作为支持层来对石墨烯进行辅助转移的,但其问题在于湿法处理的过程中很容易导致石墨烯薄膜的破损,而且在支持层去除的环节很难完全除尽PMMA的残余。本文对现有的石墨烯转移方法进行了详尽的讨论。首先,对作为石墨烯薄膜基底的悬空氮化硅薄膜芯片进行了制备,对不同参数下的氮化硅薄膜状态进行了分析。然后,对经典的PMMA转移工艺进行了探索,并通过有机试剂的湿法处理和真空热退火的干法处理,分别对转移后石墨烯薄膜上残留的PMMA进行去除,讨论了两种处理方法下石墨烯薄膜的表面形貌。同时,提出了一种以富勒烯为支持层的石墨烯薄膜转移方法,对经典的PMMA材料进行了替换,并详细讨论了两种材料作为支持层来转移石墨烯薄膜效果。论文的具体研究内容及结果如下:（1）悬空氮化硅薄膜基底的设计与制备:设计芯片的整体尺寸以适配透射电子显微镜制备及表征纳米孔,悬空氮化硅薄膜面积以获得最大可能通量,微米孔孔径大小和微米孔间的距离以均衡悬空石墨烯薄膜的最大尺寸和芯片最大光学分辨率。探讨了高、低应力氮化硅对于纳米孔器件的适应性,并得到了反应离子刻蚀制备氮化硅上微米孔阵列的最佳反应条件。（2）PMMA作为支持层的石墨烯薄膜转移方案:研究经典的石墨烯薄膜转移工艺,并使用真空热退火的方法代替有机溶剂腐蚀方法,对PMMA支持层进行去除。通过比较两种去除方法的实际效果,得到结论是二者都可以去除大部分的PMMA薄膜,传统的湿法去除方法出现的少部分残留呈现雾状,且残留物之间相互联结;干法处理方式所得到的石墨烯薄膜的洁净度更好,极少的残留物呈点状分布,且残留物之间不发生联结独立存在于石墨烯表面。不过干法处理对温度的变化较为敏感,相比传统方法来讲不易控制。（3）富勒烯作为支持层的石墨烯薄膜转移方案:对经典的石墨烯转移方法中的支持层材料用富勒烯进行替换。研究了富勒烯作为石墨烯转移的支持层的理论可能,然后实践证明了这种方法的可行性。并通过与经典的PMMA转移法的详细对比,证明了富勒烯转移方法的优势:操作条件更加柔和,石墨烯薄膜转移过程中的破损概率大大降低;支持层材料的残留量更低,且对石墨烯薄膜无有机污染。
周诗杰[5]（2018）在《基于分形几何的摩擦副表面微观形貌对其使用性能影响的研究》文中研究说明摩擦副表面微观几何形貌中蕴藏着许多可供研究的有价值的信息,对摩擦副表/界面的研究成为国内外学者的重点研究方向。同时,表面的测量与表征是链接表面功能及表面加工工艺的不可或缺的纽带,可实现对加工工艺的定量控制及对使用性能的准确预测。文中探讨了不同加工方式下的摩擦副表面微观几何形貌对其使用性能的影响,选用电化学光整加工和磨削精加工的两轴径试件,分别对其表面进行测量和表面信息采集,利用滑动轴承油膜厚度实验平台测量油膜厚度及转子振动。为探讨摩擦副表面微观几何形貌对油膜动压效应的影响,基于实验数据利用分形几何学研究并创建电化学光整加工和磨削加工的表面微观形貌。凭借MATLAB等软件进行表面模拟,建立摩擦副的流体介质间隙模型,并用FLUENT软件进行流体动压效应的模拟和仿真。研究结果:（1）不同精加工方式形成的摩擦副表面微观几何形貌也不同,对零件的密封和润滑性能产关键性的影响。（2）电化学光整加工表面形成的平均油膜厚度较磨削加工提升了6%,且转子的平均振动幅值下降了7%。（3）与磨削加工相比,电化学光整加工借助对表面微观几何形貌的改形,产生更强的动压效应,更稳定厚实的油膜厚度。研究结论:（1）摩擦副表面微观几何形貌可建立动压效应,与磨削加工相比,电化学光整加工借助对微观几何形貌的改形,通过提高其规则化程度,影响微观动压效应的强弱分布。（2）摩擦副表/界面中存在的压力场是微观动压效应集成的结果,而传递的结果则使压力场具有波动特性,与磨削加工相比,电化学光整加工的表面可强化动压效应,提高压力场波动的稳定性,有利于减阻、降磨及减振。（3）摩擦副表/界面中存在的压力场可视为是由表面微观几何形貌构成的大量、微小的容积类泵泵送作用的结果,对摩擦副表面疲劳点蚀以及振动等产生影响。（4）合理地选择加工方法,依据使用性能设计加工工艺路线,是未来零件设计与制造的重要发展方向,而借助零件表面微观几何形貌及其不平产生减阻、降磨及减振功能同样是重要的研究内容。
韩璐[6]（2018）在《PbX纳米晶的形貌调控及其在光电器件中的应用》文中研究指明由于量子限域效应,胶体半导体纳米晶具有独特的,依赖尺寸、形貌的电学和光学性质。近年来,逐渐成为构筑低成本,基于溶液制程的光电器件中最具发展前景的半导体材料之一。在这类材料当中,Pb X（X=S,Se,Te）是非常有代表性的一种材料,因为它们具有很大的激子波尔半径、很强的多激子产生效应、高的光吸收系数以及从可见光到中红外区域的可调节吸收范围。由于这些优异的性质,Pb X广泛地应用于高性能的光电器件例如太阳能电池、场效应晶体管和光电探测器。有效地调控Pb X纳米晶的物理性质主要依赖于合成技术上精确地控制纳米晶的尺寸和形貌。然而Pb X纳米晶固有的中心对称的晶体结构让形貌调控具有很大的挑战性。到目前为止,鲜有研究者报道Pb X纳米晶的形貌调控方法。本博士论文中,我们开发了调控Pb X纳米晶各向异性生长的新合成技术,并研究其展现的新物理性质和在太阳能电池、场效应晶体管中的应用。博士期间的主要研究工作如下:第一章:主要介绍Pb X纳米晶的基本性质和胶体纳米晶形貌调控的研究历史,以及基于Pb X纳米晶的光电器件的研究进展概述。第二章:首次合成出单分散的、超细的Pb Se纳米棒,其直径接近2 nm（电子带隙大于1.2电子伏特）。在新的合成方法中,我们同时引入二苯基膦（DPP）和反式-2-辛烯酸（t-2-OA）。加入DPP提高Pb Se纳米棒的产量,降低反应温度从而减小纳米棒的直径。我们使用短链t-2-OA与传统的长链油酸作为铅源的配体,获得了高的单体反应活性、快速的扩散成核和晶体生长速率。在这些反应条件下,Pb X纳米晶可以在低温下各向异性生长,产生超细的纳米棒。Pb Se纳米棒在场效应晶体管中展示出N型传输性能和较高电子迁移率。因为纳米棒的带隙适用于太阳能电池,我们首次将其应用在太阳能电池中并且展示出增强的光电转换效率。第三章:首次制备出高性能的,基于高质量Pb Se纳米棒的场效应晶体管,器件使用一种无机碘盐作为配体。我们发现环境氛围对器件性能起到重要作用,因为器件会吸附杂质分子（例如水汽和氧气分子）带来缺陷态。器件在室温下极度干净环境下显示双极性特性,电子迁移率为0.1 cm2V-1s-1,空穴迁移率为1.1×10-4cm2V-1s-1。随温度变化的器件测试揭示了如下电荷传输机制:200 K是最邻近跳跃和可变程跳跃机制的温度转变点。温度低于200 K时,电荷传输性能主要由无序的可变程跳跃所主导。第四章:我们首次用单锅、热注射方法合成高质量、超细的Pb Te纳米棒,其中反式-2-癸烯酸（t-2-DA）作为铅配体,碲化三（二乙胺基）膦与自由的三（二乙胺基）膦作为碲前驱体。新型前驱体的高单体反应活性、快速的成核和晶体生长促使Pb Te在比较低的温度（<150 oC）下发生各向异性生长。另外,通过控制反应温度和铅对碲前驱体的摩尔比例,Pb Te纳米棒的长径比可以从4调节到15。有趣地是,合成的超细Pb Te纳米棒显示出极强的量子限域效应和新奇的光学性质。我们发现Pb Te纳米棒的直径和长度很大地影响了它们的光学性能,这为它们将来应用于光电和热电器件提供了新的契机,也有助于研究Pb Te纳米棒多激子效应和其他基础物理性质。综上所述,我们系统地研究了Pb X纳米晶形貌控制的合成技术,成功地获得高质量的Pb Se和Pb Te纳米棒。基于这些材料的光电器件获得了可操控的、高效率的器件性能。
赵静[7]（2018）在《金属掺杂SBA-15的制备及其对MB染料吸附性能研究》文中研究指明染料废水具有色度高、难降解、毒性大等特性,对环境和人类健康危害不容小觑。吸附法处理染料废水具有操作过程简单、价廉、高效、低能耗的优点,是目前应用最普遍的方法。介孔材料是一类具有较大比表面积、孔径及孔体积的多孔材料,此外,介孔材料的孔径大小可调节、表面可功能化,因此在染料吸附领域呈现出广泛的应用前景。本课题采用“直接合成法”,以Zr（SO4）2和Ti（SO4）2作为金属源,利用制革“蒙囿原理”调控Zr（SO4）2和Ti（SO4）2在酸性水溶液中的水解速度,从而制得锆掺杂介孔材料（Zr-SBA-15）、钛掺杂介孔材料（Ti-SBA-15）及锆-钛双金属掺杂介孔材料（Zr-Ti-SBA-15）。通过仪器表征对其结构及表面性能进行分析,并系统地研究了其对亚甲基蓝（MB）染料的吸附行为及其循环利用性能。具体如下:（1）以Zr（SO4）2作为锆源,正硅酸乙酯（TEOS）作为硅源、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷（P123）作为模板剂,乙醇胺（ETA）、二乙醇胺（DEA）、三乙醇胺（TEA）、季戊四醇（PE）、乳酸（HL）和草酸（OA）分别作为金属离子蒙囿剂,通过“直接合成法”制备Zr-SBA-15。研究了ETA、DEA、TEA、PE、HL和OA作为不同种类蒙囿剂对Zr-SBA-15孔径、孔体积、比表面积、孔道有序度、Zr元素分布及存在状态的影响。结果表明蒙囿剂的加入能够有效减缓Zr（SO4）2的水解速率,制得的Zr-SBA-15孔道结构长程有序、比表面积、孔径、孔体积较大、Zr元素分布均匀且成功掺杂进入到了SBA-15骨架当中。分子模拟结果表明各种蒙囿剂与Zr（SO4）2结合能顺序为:PE>HL>TEA>DEA>ETA>OA,与实验表征结果一致。另外,Zr-SBA-15对MB染料有很好的吸附性能,吸附动力学拟合结果表明:Zr-SBA-15对MB的吸附过程符合准二级动力学方程。Langmuir和Freundlich方程拟合结果符合Langmuir等温线模型,说明该吸附过程属于单分子层吸附。热力学计算结果表明该吸附过程可自发进行（吸附自由能（ΔG）小于0）。并且,经6次循环利用后Zr-SBA-15对MB去除率可达87%。（2）以Ti（SO4）2作为钛源,TEOS为硅源,P123为模板剂,HL为金属离子蒙囿剂,通过“直接合成法”制备出Ti元素分布均匀、孔道结构规整的Ti-SBA-15。X射线衍射（XRD）、氮气吸附-脱附测试（N2吸-脱附）、透射电子显微镜（TEM）、元素能量分布面扫分析（EDS-Mapping）、X光电子能谱（XPS）和扫描电子显微镜（SEM）表征结果显示HL可以有效延缓Ti（SO4）2在酸性水溶液水解速率,从而避免了介孔孔道中TiO2晶体颗粒的生成,并且Ti-SBA-15样品中Ti元素分布均匀。此外,Ti-SBA-15对MB染料吸附性能研究结果表明,吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温线模型。热力学计算结果ΔG小于0,表明该吸附过程可以自发进行。并且,Ti-SBA-15吸附材料有一定的循环利用性能,经6次循环利用后对MB去除率为88.52%。（3）分别以Zr（SO4）2和Ti（SO4）2作为锆源和钛源,TEOS为硅源,P123为模板剂,HL为金属离子蒙囿剂制备Zr-Ti-SBA-15。采用XRD、N2吸-脱附、TEM、EDS-Mapping、XPS和SEM对Zr-Ti-SBA-15结构、化学组分及表面形貌特征进行分析表征,结果表明Zr-Ti-SBA-15为典型六边形介孔孔道结构,Zr、Ti元素分布均匀且成功掺杂进入到了SBA-15骨架当中。此外,以Zr-Ti-SBA-15作为吸附材料研究了其对MB染料的吸附性能,结果表明,准二级动力学方程和Langmuir等温线模型能够更好的描述该吸附过程。热力学计算结果表明该吸附过程可自发进行。并且,Zr-Ti-SBA-15作为吸附材料对MB染料有很好的吸附-解吸循环利用性能,经6次吸附-解吸循环MB去除率仍可达92.59%。
朱志立[8]（2017）在《新型二维材料的结构设计及性能调控的第一性原理研究》文中指出自2004年单层二维材料-石墨烯成功制备以来,二维材料的研究呈现爆炸式的增长趋势。二维材料展现出不同于体相的各种新奇性质,在未来的光电器件、自旋电子学、量子能源、催化等领域具有广阔的应用前景。寻找新的二维材料,探索其特殊的物理、化学性质,并对其进行调控,成为近年来低维材料领域的一个研究热点。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,预言了一系列新型二维单层材料,探索了对黑磷烯及锡烯的电子结构和磁性进行调制的有效途径。本文的研究内容分为四部分,简要概括如下:（1）采用粒子群优化算法的结构搜索（CALYPSO）结合基于密度泛函的第一性原理计算,研究了基于VI族元素的二维材料的结构和性质。预言了一类由类金属元素Te构成的新型VI族二维材料-碲烯。它具有类1T-MoS2结构（α-Te）、正交结构（β-Te）、类2H-MoS2结构（γ-Te）三种不同的同素异构体。这类包含三个原子层的新型二维材料的形成机制源于类金属Te元素自身的多价特性。中间层的Te原子类似金属Mo,外层的Te原子类似非金属S的角色。更重要的是,最稳定的α-Te源于体相Te-I薄膜在纳米尺度下的结构相变,从[001]方向截取的体相Te-I薄膜在特定的幻数厚度条件下能够自发转变成单层或多层的α-Te。α-Te和β-Te均为半导体,并且具有优异的光电特性,特别是比MoS2高的多的载流子迁移率。有可能成为明星二维材料MoS2的有力竞争者甚至替代者。本文的研究把二维材料的研究扩展至VI族领域,并为二维材料的设计提供了新的形成机制（2）采用采用基于密度泛函的第一性原理方法,探索了III-V族二元单层化合物BP的新型同素异构体的结构和电子性质。预言了4种稳定的B、P化合物的二维结构。除了六角结构的h-BP,还可以形成sp2杂化、由六元环构成的平面结构;以及P的sp3和B的sp2杂化形成的4-8环和3-9环的褶皱状结构。Bader电荷的计算表明,不同二维BP同素异构体具有明显的离子性特征,伴随着从B到P原子的电荷转移。离子静电势和P原子sp2或sp3杂化能的竞争平衡导致了二维BP结构的多样性。这些以前未被认识的新的二维BP材料,表现出结构依赖的金属或半导体性质。我们的研究结果不仅丰富了人们对BP二维材料家族的认识,同时对其它III-V族二维材料的结构和性质研究提供了一个新思路。（3）采用基于密度泛函的第一性原理方法,研究了不同宽度的锯齿型黑磷纳米带的电子结构和磁性。通过自旋极化的总能计算,预言了ZPNRs的边界磁性。体系具有单边铁磁双边反铁磁的基态。ZPNRs的磁性源于P原子未饱和的悬挂键以及边界局域的p轨道的电子态。研究发现,边界的悬挂键对ZPNRs的磁性具有决定性作用。由于悬挂键的饱和,H钝化的黑磷纳米带转变成非磁性的基态,体系变现为直接带隙的半导体。O修饰边界的黑磷纳米带仍然具有磁性。由于O原子和边界P原子的Pz轨道在纳米带的平面内具有少部分的重叠,形成比较弱的s键。所以,O和P原子之间未饱和的共价键,导致O修饰边界的黑磷纳米带体系具有和本征纳米带体系类似的磁性基态。研究发现黑磷纳米带的电子结构和磁性显着的依赖于纳米带的边界结构。本征纳米带的（1,1）、（1,2）和（3,1）边界能够发生自发的自旋极化,具有不同耦合方式的反铁磁基态,而（1,0）、（2,1）和（1,3）边界的黑磷纳米带不具有磁性。（4）采用基于密度泛函的第一性原理方法,研究了单层黑磷中的晶界缺陷。预言了两种典型的晶界缺陷:沿Armchair方向,由交替排列的5环和7环构成的角度为q=24.15°的晶界;沿Zigzag方向由4环和8环交替排列构成的角度为q=26.73°的晶界。进一步研究了C、O原子掺杂对包含晶界缺陷的单层黑磷的电子结构和磁性的调制作用。结果发现,黑磷中这两种晶界具有比较高的反应活性,掺杂原子更容易替代晶界区的磷原子。有趣的是,O在黑磷晶界区的掺杂为放热反应,具有负的形成能。自旋极化的计算结果表明,C、O掺杂均能导致体系自旋极化的磁性产生。掺杂C原子自身贡献了大部分磁性。但是,对O原子掺杂的单层黑磷,O原子自身不发生自旋极化,磁性主要由邻近的P原子产生。并且,C和O的单原子掺杂,也会对包含晶界的单层黑磷的电子性质和能带结构进行有效的调制。此外,预言了锡烯中可能存在的四种缺陷链结构。锡烯中除了和石墨烯类似的5-8-5缺陷链,还存在三种不同类型的5-7环结构。不同缺陷结构对锡烯的电子性质的调制具有显着差异。通过氢钝化及吸附浓度的改变,可以实现锡烯从半导体到金属的转变。
蔡小琳[9]（2016）在《几种典型二维体系纳米摩擦的第一性原理研究》文中指出摩擦与人类的生活息息相关,人类对摩擦现象的研究也由来已久。摩擦学是研究有相对运动的相互作用表面间的摩擦、磨损和润滑,以及三者间相互关系的基础理论和实践的一门边缘学科。摩擦学对涉及到滑动和滚动表面的现代机器非常关键,大到航天飞行器,小到用笔写字等无不与摩擦和磨损紧密相关。世界上目前使用能源的大约三分之一都以摩擦的一种形式或另一种形式存在。因此,减少摩擦和控制磨损是经济增长和可持续发展的需要,研究摩擦学的目的就是将涉及到表面摩擦的各个尺度上的摩擦和磨损的损失最小化或消除。然而,通常人们接触到的摩擦属于宏观摩擦,长期的实践证明各种宏观系统的干摩擦（界面之间无润滑剂）都遵循形式简单的经典摩擦学的三大定律。上世纪八十年代,一方面,随着纳米科技的发展,设计性能优良的纳米器件促使人们去研究各种纳米尺度下的摩擦和磨损;另一方面,这个时期发明的新仪器实现了在微观及纳米尺度下进行测量和研究。基于这两方面的原因,国际上兴起了纳米摩擦学的研究,纳米摩擦学的出现标志着摩擦学的发展进入了一个新的阶段。然而,纳米尺度下材料特有的表面效应、量子尺寸效应和隧穿效应导致纳米摩擦不同于宏观经典摩擦学的特性。因此,虽然纳米摩擦作为一个新的领域被广泛研究,但是人们仍然没有在纳米尺度下清楚地理解摩擦,因为纳米摩擦对环境极为敏感,研究结果缺乏可靠性,且难以重复。随着计算机计算能力呈指数级的增长,作为沟通实验与理论的桥梁,纳米摩擦的模拟计算也在不断发展。现在,数值方法已经成功用于材料纳米摩擦特性的研究。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了一些单原子层或分子在典型的二维体系Pb（111）薄膜、h-BN、石墨烯和Mn/W（110）表面上的纳米摩擦特性。我们的研究结果对纳米尺度下摩擦的调制、纳米摩擦耗散机制的理解以及剥离高质量的石墨烯有重要意义。本文的研究内容分为四部分,简要概括如下:1)在纳米尺度下,量子尺寸效应（QSEs）和边界效应会大幅影响摩擦性质。应用基于范德瓦尔斯修正的密度泛函理论的第一性原理研究了量子尺寸效应对稀有气体原子在Pb（111）薄膜表面滑动的纳米摩擦的调制。研究结果显示摩擦随着层厚存在奇-偶振荡关系,不同层厚的Pb（111）薄膜对摩擦的调制可达30%以上。此外,这些调制对较大原子半径的稀有气体更为显着,其背后的物理是费米面上电子态密度的振荡导致稀有气体原子与具有不同层厚的Pb（111）薄膜之间产生不同的相互作用和滑动势垒。总的来说,研究结果提出了一种在纳米尺度下调制摩擦和通过衬底的不同层厚来确定电子对摩擦贡献的方法。2)应用包含色散校正的密度泛函理论研究了石墨烯和h-BN两种薄膜的层间纳米摩擦性质。研究发现,与石墨烯体系的层间各向同性的摩擦不同的是,六角硼氮（h-BN）体系呈现各向异性的层间摩擦。这个结果可用这两个体系电子结构的不同来解释。由B和N原子的不同电负性而诱发的电荷转移导致在B和N原子周围的电荷的失和得,加剧了不同堆栈下相互作用能的不同,该机制可通过h-BN在石墨烯和氢化的石墨烯上的异质结构来进一步证实。研究结论有助于人们深刻认识电负性在纳米摩擦中的重要作用,同时也提供了一种调控低维极性材料纳米摩擦的方法。3)应用基于密度泛函理论的范德瓦尔斯修正的第一性原理研究了用芘基分子直接从石墨上剥离石墨烯的机制。结果表明:芘基分子和石墨烯之间的相互作用能强于石墨烯薄片之间的相互作用能,然而,二者之间的摩擦却低于双层石墨烯的层间摩擦。对比不同芘基分子在石墨烯面上的吸附能和摩擦说明其附加侧链长度和类型会影响摩擦的大小。从吸附能的角度来看,这些研究结果预示着PCA分子能够和石墨烯成键,并且容易在其面上滑动,很好地解释了实验,同时为不同需要条件下生产石墨烯薄片的水性分散体提供了一些替代分子。4)采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了Co单原子层在Mn/W（110）表面滑动的自旋摩擦特性。自旋摩擦的量级是通过计算自旋极化摩擦和非自旋极化摩擦的差别获得。结果显示磁性体系明显呈现出比相应的非磁性体系低的摩擦,这可通过作用于摩擦特性上的自旋的电子机制来解释。该研究结果提供了一种在密度泛函理论框架下估算自旋摩擦的一种方法。
冀胜贺[10]（2015）在《微观造型艺术美的延续与创新研究》文中进行了进一步梳理微即小,但自古以来“微”字还有隐匿之意。《礼记·学记》中的“其言也,约尔达,微而臧,罕譬而喻[1]。”这里的“微”也指一种简洁而通达的表达方式,用言简意赅的语言产生较大的影响。今天,“微”字更有精致、细致的含义,更多的是代表了当代人对生活、对艺术的一种积极态度。在微观造型艺术领域,精微的艺术也同样能以其独特的魅力给人以视觉和心灵上的震撼。微观造型艺术就是要将宏观与传统之美继承,结合先进的科学技术开辟出一片新的创作天地,将美在微观世界中延续。在经济高速发展的今天,我们过多关注于“一目了然”而忽略了细微,如果细心,我们会发现艺术和生活的真理就在身边。在艺术领域中,饱含创作者丰富的情感、贴近生活、顺应自然并且能与读者产生共鸣的作品即是美的,这种美不因尺度而改变。当今微观艺术在材料、创作形式等方面新的突破、未来的发展及应用方向是本文研究的重点。美在微观艺术中得以延续的前提就是要结合所处时代的审美观念、社会环境等因素的基础上加以创新。本文将微观造型艺术的起源及发展作为研究切入点,对两种主要的语言表达——微雕艺术和微画艺术分别进行详细的剖析。其次对微观之美的延续和创新两个方向进行重点探究,并通过事例分析及作者本人切身的创作实践来阐释微观之美。文章最后对微观造型艺术未来的发展进行展望,提出了作者本人的思考和认识。通过研究,可以得出以下结论:一、在造型艺术领域中,美不受尺度、规格等影响,微小的艺术也同样可以绽放出大的精彩;二、从横向来看,当代微观造型艺术是对宏观美好的再表达。从纵向来看,是对传统微观艺术优秀品质的继承与延续;三、在结合社会需求和审美趋势的基础上进行创新是微观造型艺术保持旺盛生命力的前提;四、当代微观造型艺术更贴近生活、融入生活,更重视创作的参与性;五、随着微观造型艺术的不断发展,其创作形式也将越来越丰富多彩。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 纳米材料 |
| 1.2.1 纳米材料的简单介绍 |
| 1.2.2 纳米材料的基本属性 |
| 1.3 全无机金属卤化物钙钛矿材料 |
| 1.4 全无机金属卤化物钙钛矿纳米材料的制备合成方法 |
| 1.4.1 化学气相沉积法 |
| 1.4.2 液相生长法 |
| 1.4.3 导向生长法 |
| 1.5 带隙调制的内容与意义 |
| 1.6 本论文的研究目的、内容及意义 |
| 1.6.1 本论文的研究目的和意义 |
| 1.6.2 本论文的研究内容 |
| 第2章 带隙调制铯铅卤化物钙钛矿纳米晶在单基片上的合成及光学性质研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 材料的制备 |
| 2.2.4 样品的常规表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 铯铅卤化物钙钛矿纳米线及其异质结的制备与光学性质研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 样品的制备 |
| 3.2.4 样品的常规表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 CdS-CdS_xSe_(1-x)-CdS合金纳米带横向异质结的制备及光电性质研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 样品的制备 |
| 4.2.4 样品的常规表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果目录 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 氧化石墨烯基层状材料的研究现状 |
| 1.2.1 仿生结构材料的探索 |
| 1.2.2 氧化石墨烯的力化学特性 |
| 1.2.3 基于层间微观作用调控的材料设计 |
| 1.3 氧化石墨烯基层状材料设计中的关键科学问题 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 界面交联的力化学行为的研究方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 第一性原理计算 |
| 2.2.1 第一性原理简介 |
| 2.2.2 Hartree-Fork理论 |
| 2.2.3 密度泛函理论 |
| 2.2.4 基组和赝势 |
| 2.2.5 非共价作用表征 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 非共价作用对氧化石墨烯界面力化学性质的调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型与方法 |
| 3.3 氧化石墨烯体系中界面的相互作用及其协同机制 |
| 3.3.1 三聚氰胺分子在氧化石墨烯表面的吸附分析 |
| 3.3.2 界面内非共价作用机制的量化和表征 |
| 3.4 氧化石墨烯体系的宏观力学性质与微观作用的联系 |
| 3.4.1 氧化石墨烯与三聚氰胺的界面分离模拟 |
| 3.4.2 低密度交联假设下的宏观力学性能预测 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 液相酸碱环境下氧化石墨烯的界面力化学响应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型与方法 |
| 4.3 液相环境对氧化石墨烯体系结合力的增强作用 |
| 4.4 溶液pH变化引起的结构质子化与脱质子化 |
| 4.5 溶液pH变化引起的氧化石墨烯边缘和表面结合体系的差异 |
| 4.5.1 结合体系的Bader电荷分布 |
| 4.5.2 结合体系的结合强度及氢键分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 氧化石墨烯基团的液相稳定性对主族金属阳离子交联机制的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基团及离子对氢氧根亲和能力的表征方法 |
| 5.3 氧化石墨烯上含氧基团的力化学稳定性分析 |
| 5.4 主族金属阳离子与氧化石墨烯的交联新机制 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录: 含缺陷石墨烯的力学行为研究 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 多级结构自组装 |
| 1.3 手性结构 |
| 1.3.1 手性有机结构 |
| 1.3.2 手性无机结构 |
| 1.4 手性材料的光学活性 |
| 1.4.1 手性折射、吸收和散射 |
| 1.4.2 手性发光 |
| 1.5 本论文的研究目的、主要内容和意义 |
| 第二章 基于金属硫醇化物的多级组装手性粒子的构建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 合成方法 |
| 2.2.3 表征 |
| 2.2.4 计算机模拟方法 |
| 2.2.5 图论计算方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 Au-Cys初始组装基元的结构表征 |
| 2.3.2 Au-Cys纳米片的自组装 |
| 2.3.3 Au-Cys化学结构表征 |
| 2.3.4 组装结构复杂性的评价——复杂度因子(CI) |
| 2.3.5 手性与结构复杂性的关系——组装机理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 金属硫醇化物多级组装手性粒子的胶体、化学和光学活性的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 合成方法 |
| 3.2.3 表征 |
| 3.2.4 计算机模拟 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Au-Cys的胶体溶液性质以及化学稳定性 |
| 3.3.2 Au-Cys的光学活性 |
| 3.3.3 Ag和 Cu掺杂的Au-Cys的光学活性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于有机大环分子的多种手性多级纳米结构的构建 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 合成以及组装 |
| 4.2.3 表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 手性大环分子R-和 S-MCU_2的制备 |
| 4.3.2 R-和 S-MCU_2的组装 |
| 4.3.3 R-和 S-MCU_2手性组装体的结构评价 |
| 4.3.4 R-和 S-MCU_2组装体的光学活性——CD |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续研究工作 |
| 参考文献 |
| 附录1 Χ-T_N相图对应的全部SEM照片 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表或投寄的论文、专利 |
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 纳米孔传感技术的发展 |
| 1.2.1 离子阻塞电流检测 |
| 1.2.2 其他的电学检测手段 |
| 1.2.3 基于荧光的光学检测 |
| 1.3 石墨烯薄膜在纳米孔器件中的应用 |
| 1.4 可应用于纳米孔的石墨烯薄膜转移方法 |
| 1.4.1 悬浮法转移石墨烯薄膜 |
| 1.4.2 支持层辅助转移石墨烯 |
| 1.4.3 其他方法 |
| 1.5 本课题的研究内容 |
| 第二章 纳米孔薄膜基底的设计与制备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 纳米孔薄膜基底的方案设计 |
| 2.2.1 芯片制备中所使用的材料 |
| 2.2.2 工艺流程 |
| 2.2.3 注意事项 |
| 2.3 实验结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 利用PMMA作为支持层的石墨烯转移方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 利用PMMA作为支持层转移石墨烯的工艺流程 |
| 3.2.1 工艺中所用的材料 |
| 3.2.2 工艺流程 |
| 3.2.3 注意事项 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 利用富勒烯作为支持层的石墨烯转移方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 富勒烯作为支持层的理论研究 |
| 4.3 干法富勒烯转移石墨烯的工艺 |
| 4.3.1 工艺中使用到的材料 |
| 4.3.2 工艺流程 |
| 4.3.3 注意事项 |
| 4.4 实验结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文的主要内容和研究成果 |
| 5.2 利用富勒烯转移石墨烯薄膜的应用展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 选题背景及意义 |
| 1.3 国内外机械密封的发展现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 机械密封及其理论基础 |
| 2.1 机械密封介绍 |
| 2.2 油膜厚度的影响因素 |
| 2.2.1 主要影响参数 |
| 2.2.2 物理受力模型 |
| 2.3 润滑油膜数学模型的建立 |
| 2.3.1 连续方程 |
| 2.3.2 雷诺方程的推导 |
| 2.3.3 定解条件 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 滑动轴承润滑密封系统试验 |
| 3.1 试验理论基础 |
| 3.2 试验目的 |
| 3.3 试验研究 |
| 3.3.1 试验检测方案及装置 |
| 3.3.2 试验条件 |
| 3.3.3 试验工艺参数 |
| 3.4 试验结果及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 分形几何描述表面微观粗糙度几何形貌特征 |
| 4.1 分形几何 |
| 4.1.1 分形几何简介 |
| 4.1.2 分形几何的特点 |
| 4.2 表面粗糙度的分形函数 |
| 4.3 分形表面模拟 |
| 4.3.1 分形参数D求解 |
| 4.3.2 二维粗糙度模拟 |
| 4.3.3 三维表面微观几何形貌模拟 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 摩擦副表面微观动压效应仿真模拟及其影响 |
| 5.1 表面微观几何模型 |
| 5.1.1 模型建立 |
| 5.1.2 网格划分 |
| 5.2 表面微观动压效应模拟分析 |
| 5.2.1 仿真参数设置 |
| 5.2.2 模拟结果分析 |
| 5.3 表面微观形貌的影响 |
| 5.3.1 微观形貌对动压效应的影响 |
| 5.3.2 摩擦副微观形貌的应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间主要研究成果 |
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 PbX纳米晶的基本性质 |
| 1.2.1 量子限域效应 |
| 1.2.2 多激子倍增现象 |
| 1.2.3 表面效应 |
| 1.2.4 光学性质 |
| 1.3 PbX纳米晶的合成及形貌调控 |
| 1.3.1 纳米晶的合成机理 |
| 1.3.2 影响胶体纳米晶尺寸和形貌的因素 |
| 1.3.3 PbX纳米晶形貌控制的研究进展 |
| 1.4 PbX纳米晶在光电器件中的应用概述 |
| 1.4.1 PbX纳米晶在太阳能电池中研究进展 |
| 1.4.2 PbX纳米晶在场效应晶体管中研究进展 |
| 1.5 本论文的选题依据和研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 极细硒化铅(PbSe)纳米棒的合成及其在太阳能电池中的应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 合成PbSe纳米棒 |
| 2.2.3 实验仪器和表征 |
| 2.2.4 理论计算 |
| 2.2.5 器件制备 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 t-2-OA与OA的摩尔比对PbSe纳米棒形貌和物理化学性质的影响 |
| 2.3.2 PbSe纳米棒的生长温度对其的形貌的影响 |
| 2.3.3 DPP的加入对PbSe纳米晶形貌的影响 |
| 2.3.4 短链不饱和脂肪酸的链长对PbSe纳米棒形貌的影响 |
| 2.3.5 极细PbSe纳米棒应用于纳米晶太阳能电池 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于硒化铅(PbSe)纳米棒的场效应晶体管在室温和低温下的器件性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 合成PbSe纳米棒 |
| 3.2.3 实验仪器和表征 |
| 3.2.4 器件制备 |
| 3.2.5 器件测试 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 单分散、高均一性的PbSe纳米棒的合成 |
| 3.3.2 PbSe纳米棒的光学表征 |
| 3.3.3 基于PbSe纳米棒场效应晶体管的制备及其表征 |
| 3.3.4 基于PbSe纳米棒场效应晶体管的变温测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 低温合成极细碲化铅(PbTe)纳米棒及其光学性质的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 合成PbTe纳米棒 |
| 4.2.3 实验仪器和表征 |
| 4.2.4 理论计算 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 不同的Pb前驱体对PbTe纳米晶性能的影响 |
| 4.3.2 不同的Te前驱体对PbTe纳米晶尺寸和形貌的影响 |
| 4.3.3 Pb对Te前驱体的摩尔比例对PbTe纳米晶形貌的影响 |
| 4.3.4 反应温度对PbTe纳米棒形貌的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 论文总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 论文的创新点及有待进一步提高之处 |
| 5.3 研究展望 |
| 攻读学位期间本人出版或公开发表的论着、论文 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 1 引言 |
| 1.1 染料废水危害 |
| 1.2 染料废水处理方法 |
| 1.3 吸附剂研究进展 |
| 1.4 介孔材料概述 |
| 1.4.1 介孔材料合成方法 |
| 1.4.2 介孔材料功能化 |
| 1.4.3 金属掺杂介孔材料方法 |
| 1.5 介孔材料及其吸附性能 |
| 1.6 课题的提出 |
| 1.7 研究的主要内容 |
| 2 Zr-SBA-15的制备及其对MB染料的吸附性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 主要试剂和仪器 |
| 2.2.1 主要试剂 |
| 2.2.2 主要仪器 |
| 2.3 实验部分 |
| 2.3.1 Zr-SBA-15的制备 |
| 2.3.2 Zr-SBA-15的结构表征 |
| 2.3.3 Zr-SBA-15对MB染料的吸附性能测试 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 Zr-SBA-15的表征 |
| 2.4.2 Zr-SBA-15对MB染料的吸附性能 |
| 2.4.3 吸附机理研究 |
| 2.4.4 循环利用实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 Ti-SBA-15的制备及其对MB染料的吸附性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 主要试剂和仪器 |
| 3.2.1 主要试剂 |
| 3.2.2 主要仪器 |
| 3.3 实验部分 |
| 3.3.1 Ti-SBA-15的制备 |
| 3.3.2 Ti-SBA-15的结构表征 |
| 3.3.3 Ti-SBA-15对MB染料的吸附性能测试 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 Ti-SBA-15的表征 |
| 3.4.2 Ti-SBA-15对MB的吸附性能 |
| 3.4.3 吸附机理研究 |
| 3.4.4 循环利用实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 Zr-Ti-SBA-15的制备及其对MB染料的吸附性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 主要试剂和仪器 |
| 4.2.1 主要试剂 |
| 4.2.2 主要仪器 |
| 4.3 实验部分 |
| 4.3.1 Zr-Ti-SBA-15的制备 |
| 4.3.2 Ti-SBA-15的结构表征 |
| 4.3.3 Ti-SBA-15对MB染料的吸附性能测试 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 Zr-Ti-SBA-15的表征 |
| 4.4.2 Zr-Ti-SBA-15对MB的吸附性能 |
| 4.4.3 吸附机理研究 |
| 4.4.4 循环利用实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论及创新点 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 二维材料的研究进展 |
| 1.2.1 IV族元素的单层二维材料 |
| 1.2.2 V族元素的单层二维材料 |
| 1.2.3 III族元素的单层二维材料 |
| 1.2.4 二元化合物的单层二维材料 |
| 1.3 二维材料的性能调控 |
| 1.3.1 二维材料纳米带的电子性质及调控 |
| 1.3.2 二维材料的异质结构对体系性质的调制 |
| 1.3.3 二维材料中的缺陷效应及调控 |
| 1.3.4 应力和电场对二维材料的性能调控 |
| 1.4 本论文的研究目的与内容 |
| 第2章 理论方法 |
| 2.1 多粒子系统的薛定谔方程 |
| 2.2 Kohn-Sham方程 |
| 2.3 各种交换关联泛函的近似 |
| 2.4 求解Kohn-Sham方程 |
| 2.5 赝势方法 |
| 2.6 常用计算软件 |
| 第3章 基于VI族元素的新型二维单层材料的结构及光电特性 |
| 3.1 背景介绍 |
| 3.2 计算细节 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Te二维单层材料的结构特性 |
| 3.3.2 Te二维单层材料碲烯的形成机制 |
| 3.3.3 Te二维单层材料碲烯的光、电特性 |
| 3.3.4 Te二维单层材料碲烯载流子迁移率 |
| 3.3.5 Te二维单层材料碲烯可能的实验制备途径 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 III-V族BP二元化合物的单层结构及电子性质 |
| 4.1 背景介绍 |
| 4.2 计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 二维BP同素异构体的结构 |
| 4.3.2 BP同素异构体二维结构的稳定性 |
| 4.3.3 二维BP同素异构体的电子性质 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 黑磷纳米带的边界效应及电、磁性质调控 |
| 5.1 背景介绍 |
| 5.2 计算方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 锯齿型黑磷纳米带的电子结构和磁性 |
| 5.3.2 不同边界类型黑磷纳米带的电子结构及磁性 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 黑磷、锡烯中的晶界缺陷及电、磁性质调控 |
| 6.1 背景介绍 |
| 6.2 计算方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 黑磷烯中的晶界缺陷及掺杂效应 |
| 6.3.2 锡烯中的晶界缺陷 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间发表的学术论文和研究成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 摩擦学的研究范畴、发展历史及研究意义 |
| 1.1.1 研究范畴 |
| 1.1.2 发展历史 |
| 1.1.3 研究意义 |
| 1.2 纳米摩擦 |
| 1.2.1 研究内容、特点及意义 |
| 1.2.2 耗散机制 |
| 1.3 纳米摩擦的研究方法 |
| 1.3.1 实验研究方法 |
| 1.3.2 模拟计算 |
| 1.4 几个典型的二维体系中纳米摩擦的研究现状 |
| 1.4.1 Pb(111) |
| 1.4.2 石墨烯 |
| 1.4.3 h-BN |
| 1.4.4 Mn/W(110) |
| 1.5 本文的主要内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 理论计算方法 |
| 2.1 第一性原理材料模拟 |
| 2.2 密度泛函理论（density functional theory，DFT） |
| 2.2.1 多体系统的薛定谔方程 |
| 2.2.2 玻恩-奥本海默近似（Born-Oppenheimor approximation）和哈特里-福克近似(Hartee-Fork approximation) |
| 2.2.3 Hohenberg-Kohn定理和Kohn-Sham方程 |
| 2.2.4 交换关联泛函 [r]XCE |
| 2.2.5 密度泛函理论的库伦修正(DFT+U) |
| 2.2.6 范德瓦尔斯修正的密度泛函理论（DFT-vdW） |
| 2.3 赝势方法 |
| 2.4 计算流程 |
| 2.5 计算纳米摩擦的“最大摩擦”法 |
| 参考文献 |
| 第3章 量子限域效应对稀有气体原子在Pb(111)薄膜上纳米摩擦的影响与调控 |
| 3.1 背景介绍 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Pb（111）薄膜的量子尺寸效应 |
| 3.3.2 Kr/Pb（111）体系的吸附特性 |
| 3.3.3 Kr/Pb（111）体系的摩擦特性 |
| 3.3.4 RG/Pb（111）体系的摩擦行为 |
| 3.3.5 量子尺寸效应对RG/Pb（111）体系摩擦的调制 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 电负性对薄膜间纳米摩擦的影响与调控 |
| 4.1 背景介绍 |
| 4.2 计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 h-BN层间和石墨烯层间不同的摩擦性质 |
| 4.3.2 h-BN层间各向异性摩擦的本质 |
| 4.3.3 电负性对纳米摩擦中调制作用 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章“分子楔”剥离石墨烯的摩擦学观点 |
| 5.1 背景介绍 |
| 5.2 计算方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 从石墨片上分离石墨烯所需的平均力 |
| 5.3.2 优化后的Pyrene和Pyrene基分子 |
| 5.3.3 单层石墨烯模型的几何结构与相互作用 |
| 5.3.4 双层模型的几何结构与相互作用 |
| 5.3.5 Pyrene和Pyrene基分子和石墨烯之间的摩擦性质 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 应用DFT理论计算自旋摩擦的尝试 |
| 6.1 研究背景 |
| 6.2 计算方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 相互作用能 |
| 6.3.2 自旋诱发的吸附行为的变化 |
| 6.3.3 磁性体系和非磁性体系的纳米摩擦特点 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第7章 总结和展望 |
| 在学期间发表的学术论文和研究成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状及存在的问题 |
| 1.3 课题研究内容 |
| 1.4 选题意义 |
| 1.4.1 理论意义 |
| 1.4.2 现实意义 |
| 1.5 研究方法 |
| 1.6 论文结构框架 |
| 2 微观造型艺术的历史沿革 |
| 2.1 微观造型艺术概述 |
| 2.2 微观造型艺术的起源与发展 |
| 2.2.1 微观造型艺术创作的雏形 |
| 2.2.2 微观造型艺术的兴起与发展 |
| 2.2.3 当代微观造型艺术的再创造 |
| 3 微观造型艺术的语言表达及创作意义 |
| 3.1 微雕造型艺术 |
| 3.1.1 微雕造型艺术概述 |
| 3.1.2 微雕造型艺术的工艺形式 |
| 3.1.3 当代微雕创作的主要特点 |
| 3.2 微画艺术 |
| 3.2.1 微画艺术的定义 |
| 3.2.2 微画艺术的创作形式与特点 |
| 3.2.3 当代微画艺术独特的魅力 |
| 3.3 当代微观造型艺术创作的意义 |
| 3.3.1 个性化的表现特征 |
| 3.3.2 造型艺术的新语境 |
| 3.3.3 发掘材料的应用价值 |
| 4 美在微观造型艺术领域的延续与创新 |
| 4.1 微观造型艺术中的延续性 |
| 4.1.1 在微观中发现宏观之美 |
| 4.1.2 对传统微观造型艺术的继承和发展 |
| 4.2 当代微观造型艺术的突破与创新 |
| 4.2.1 创作材料的多样性 |
| 4.2.2 创作人群的普及化 |
| 4.2.3 先进技术的借鉴与应用 |
| 4.2.4 与网络信息传播相结合 |
| 5 例证当代造型艺术中的微观之美 |
| 5.1 当代微观造型艺术的作品分析 |
| 5.1.1 曲儒在创作材料上的突破 |
| 5.1.2 威拉尔威根（Willard Wigan）针尖上的创作 |
| 5.1.3 阮蓝庆微油画 |
| 5.2 民间无名微观造型艺术作品 |
| 5.3 作者本人创作实践及思考 |
| 5.3.1 创作主题的选择 |
| 5.3.2 创作准备阶段 |
| 5.3.3 创作实践过程 |
| 5.3.4 作品调整及展示方式 |
| 5.3.5 创作体会及思考 |
| 6 微观造型艺术的发展前景及思考 |
| 6.1 微观造型艺术未来发展方向 |
| 6.1.1 纳米技术使微观造型艺术更加极致 |
| 6.1.2 科学的介入让创作无限可能 |
| 6.2 对微观造型艺术发展的新思考 |
| 6.2.1 当代微观造型艺术繁荣的原因 |
| 6.2.2 当代微观造型艺术与社会生活的关系 |
| 6.2.3 微观造型艺术与当代审美趣味的关系 |
| 6.2.4 对微观造型艺术未来发展的思考及建议 |
| 7 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 附录一 图片索引 |
| 附录二 研究生学习阶段发表论文 |
