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低維納米材料的結(jié)構(gòu).性質(zhì)與應(yīng)用
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低維納米材料的結(jié)構(gòu).性質(zhì)與應(yīng)用 版權(quán)信息
- ISBN：9787568516167
- 條形碼：9787568516167 ; 978-7-5685-1616-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
低維納米材料的結(jié)構(gòu).性質(zhì)與應(yīng)用 本書特色
近年來，對低維納米結(jié)構(gòu)如團(tuán)簇、碳納米管、石墨烯的研究，構(gòu)成了物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)等多個學(xué)科交叉的熱點領(lǐng)域。對它們的深入研究有助于揭示從微觀的單個原子、分子到宏觀凝聚態(tài)物質(zhì)的演變規(guī)律，為微納尺度的材料設(shè)計和改性提供科學(xué)依據(jù)。本書采用密度泛函理論方法分別討論了零維的半導(dǎo)體和金屬原子團(tuán)簇、水分子團(tuán)簇在一維納米限域環(huán)境下的行為以及二維氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)和儲氫性能。 近年來，對低維納米結(jié)構(gòu)如團(tuán)簇、碳納米管、石墨烯的研究，構(gòu)成了物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)等多個學(xué)科交叉的熱點領(lǐng)域。對它們的深入研究有助于揭示從微觀的單個原子、分子到宏觀凝聚態(tài)物質(zhì)的演變規(guī)律，為微納尺度的材料設(shè)計和改性提供科學(xué)依據(jù)。本書采用密度泛函理論方法分別討論了零維的半導(dǎo)體和金屬原子團(tuán)簇、水分子團(tuán)簇在一維納米限域環(huán)境下的行為以及二維氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)和儲氫性能。
半導(dǎo)體團(tuán)簇和金屬團(tuán)簇是原子團(tuán)簇研究中的兩個熱點領(lǐng)域。半導(dǎo)體團(tuán)簇的研究對于理解半導(dǎo)體材料的生長機(jī)制和揭示具有新奇物理特性的低維半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)有著重要的意義。對于半導(dǎo)體團(tuán)簇，本書采用密度泛函理論研究了單質(zhì)Ge團(tuán)簇和Ⅲ～V族化合物AIP和InP團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)。通過遺傳算法對中等尺寸Gen（n=30～39）團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全局搜索，得到這個尺寸下的低能量結(jié)構(gòu)是由Ge.。和Ge。為基元加一些連接原子構(gòu)成的超團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，對其電子性質(zhì)進(jìn)行了分析和討論，并與填充式富勒烯結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較。而對于AIP和InP半導(dǎo)體團(tuán)簇，我們研究了其小尺寸團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)，包括結(jié)合能、能隙和電子親和能，并模擬了陰離子團(tuán)簇的光電子譜特征，與實驗符合很好。對于金屬團(tuán)簇，我們研究了常見金屬Al構(gòu)成的Al.。幻數(shù)團(tuán)簇，討論了Al13團(tuán)簇的基態(tài)構(gòu)型與選擇計算泛函和基組的依賴性；并通過替代摻雜Al13團(tuán)簇調(diào)控其電子性質(zhì)，從而調(diào)控氫氣分子在摻雜團(tuán)簇Al12X（X=B，Al，C，Si，P，Mg，Ca）表面的分解特性。我們計算了氫氣分解反應(yīng)過程中的反應(yīng)熱和反應(yīng)勢壘，其中，Al12Ca具有的反應(yīng)熱和低的反應(yīng)勢壘，是較好的分解H。分子的催化劑。這一理論結(jié)果對于設(shè)計高效、低價的H2分子催化劑具有一定的理論指導(dǎo)意義。
水是生命體的重要組成部分，研究水分子限域在納米尺寸環(huán)境中的行為有助于理解水在生物大分子通道中的運(yùn)輸行為和質(zhì)子穿越細(xì)胞薄膜把水分子帶進(jìn)和帶出細(xì)胞的行為特征。水分子在限域環(huán)境下會表現(xiàn)出和自由空間下不同的結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)。我們采用密度泛函理論研究了水分子團(tuán)簇分別限域在籠狀和管狀納米尺寸環(huán)境下的結(jié)構(gòu)、電子性質(zhì)和振動頻率特征。計算結(jié)果表明無論是籠狀還是管狀環(huán)境都會對里面水分子產(chǎn)生屏蔽作用，使得水分子的偶極矩減小。水分子與外界限域環(huán)境之間是較弱的范德瓦爾斯相互作用，但是這種弱作用對填充水分子的電子性質(zhì)和振動頻率均有一定的影響。我們還模擬了納米尺寸管狀限域環(huán)境下有序和無序水分子結(jié)構(gòu)的紅外吸收光譜，兩者存在明顯差異，為實驗上對限域環(huán)境下的水分子團(tuán)簇構(gòu)型進(jìn)行區(qū)分和辨別提供了理論依據(jù)。
低維納米材料的結(jié)構(gòu).性質(zhì)與應(yīng)用 內(nèi)容簡介
近年來，對低維納米結(jié)構(gòu)如團(tuán)簇、碳納米管、石墨烯的研究，構(gòu)成了物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)等多個學(xué)科交叉的熱點領(lǐng)域。對它們的深入研究有助于揭示從微觀的單個原子、分子到宏觀凝聚態(tài)物質(zhì)的演變規(guī)律，為微納尺度的材料設(shè)計和改性提供科學(xué)依據(jù)。本書采用密度泛函理論方法分別討論了零維的半導(dǎo)體和金屬原子團(tuán)簇、水分子團(tuán)簇在一維納米限域環(huán)境下的行為以及二維氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)和儲氫性能。 半導(dǎo)體團(tuán)簇和金屬團(tuán)簇是原子團(tuán)簇研究中的兩個熱點領(lǐng)域。半導(dǎo)體團(tuán)簇的研究對于理解半導(dǎo)體材料的生長機(jī)制和揭示具有新奇物理特性的低維半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)有著重要的意義。對于半導(dǎo)體團(tuán)簇，本書采用密度泛函理論研究了單質(zhì)Ge團(tuán)簇和Ⅲ～V族化合物AIP和InP團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)。通過遺傳算法對中等尺寸Gen（n=30～39）團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全局搜索，得到這個尺寸下的低能量結(jié)構(gòu)是由Ge.。和Ge。為基元加一些連接原子構(gòu)成的超團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，對其電子性質(zhì)進(jìn)行了分析和討論，并與填充式富勒烯結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較。而對于AIP和InP半導(dǎo)體團(tuán)簇，我們研究了其小尺寸團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)，包括結(jié)合能、能隙和電子親和能，并模擬了陰離子團(tuán)簇的光電子譜特征，與實驗符合很好。對于金屬團(tuán)簇，我們研究了常見金屬Al構(gòu)成的Al.。幻數(shù)團(tuán)簇，討論了Al13團(tuán)簇的基態(tài)構(gòu)型與選擇計算泛函和基組的依賴性；并通過替代摻雜Al13團(tuán)簇調(diào)控其電子性質(zhì)，從而調(diào)控氫氣分子在摻雜團(tuán)簇Al12X（X=B，Al，C，Si，P，Mg，Ca）表面的分解特性。我們計算了氫氣分解反應(yīng)過程中的反應(yīng)熱和反應(yīng)勢壘，其中，Al12Ca具有的反應(yīng)熱和低的反應(yīng)勢壘，是較好的分解H。分子的催化劑。這一理論結(jié)果對于設(shè)計高效、低價的H2分子催化劑具有一定的理論指導(dǎo)意義。 水是生命體的重要組成部分，研究水分子限域在納米尺寸環(huán)境中的行為有助于理解水在生物大分子通道中的運(yùn)輸行為和質(zhì)子穿越細(xì)胞薄膜把水分子帶進(jìn)和帶出細(xì)胞的行為特征。水分子在限域環(huán)境下會表現(xiàn)出和自由空間下不同的結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)。我們采用密度泛函理論研究了水分子團(tuán)簇分別限域在籠狀和管狀納米尺寸環(huán)境下的結(jié)構(gòu)、電子性質(zhì)和振動頻率特征。計算結(jié)果表明無論是籠狀還是管狀環(huán)境都會對里面水分子產(chǎn)生屏蔽作用，使得水分子的偶極矩減小。水分子與外界限域環(huán)境之間是較弱的范德瓦爾斯相互作用，但是這種弱作用對填充水分子的電子性質(zhì)和振動頻率均有一定的影響。我們還模擬了納米尺寸管狀限域環(huán)境下有序和無序水分子結(jié)構(gòu)的紅外吸收光譜，兩者存在明顯差異，為實驗上對限域環(huán)境下的水分子團(tuán)簇構(gòu)型進(jìn)行區(qū)分和辨別提供了理論依據(jù)。
低維納米材料的結(jié)構(gòu).性質(zhì)與應(yīng)用 目錄
**章 緒論
1.1 團(tuán)簇的分類、性質(zhì)和研究意義
1.1.1 原子團(tuán)簇
1.1.2 分子團(tuán)簇
1.2 石墨烯和氧化石墨烯的研究背景及應(yīng)用
1.2.1 石墨與石墨烯
1.2.2 氧化石墨烯
1.3 新型納米儲氫材料
1.4 概述
第二章 常用理論方法介紹
2.1 密度泛函理論
2.2 緊束縛模型
2.3 遺傳算法
2.4 過渡態(tài)搜索
2.5 常用軟件包簡介
第三章 半導(dǎo)體團(tuán)簇結(jié)構(gòu)生長模式和電子性質(zhì)
3.1 前言
3.2 計算方法與定標(biāo)計算
3.3 鍺團(tuán)簇Ge30～Ge39
3.4 AlnPn(n=1～9)團(tuán)簇
3.5 InnPn(n=1～12)團(tuán)簇
3.6 小結(jié)
第四章 摻雜金屬團(tuán)簇Al13X及其表面的Hz分解
4.1 前言
4.2 計算方法
4.3 A113團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)
4.4 摻雜二十面體Al13X團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
4.5 Hz在Al13X團(tuán)簇表面的分解
4.6 小結(jié)
第五章 納米限域環(huán)境下水團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)
5.1 前言
5.2 計算方法與定標(biāo)計算
5.3 籠狀限域環(huán)境下的水團(tuán)簇
5.3.1 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和電子性質(zhì)
5.3.2 不同直徑碳籠內(nèi)的結(jié)構(gòu)行為
5.4 管狀限域環(huán)境下的水團(tuán)簇
5.4.1 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和電子性質(zhì)
5.4.2 振動頻率特征
5.5 限域環(huán)境下水分子的紅外吸收光譜分析
5.6 小結(jié)
第六章 氧化石墨烯及其儲氫性能
6.1 前言
6.2 計算方法
6.3 氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)
6.4 氧化石墨烯的拉曼光譜特征
6.5 儲氫性能
6.6 小結(jié)
附錄能量單位換算
參考文獻(xiàn)
展開全部
低維納米材料的結(jié)構(gòu).性質(zhì)與應(yīng)用 作者簡介
王璐，1981年10月出生，2011年7月獲得大連理工大學(xué)原子與分子物理專業(yè)博士學(xué)位、2011年8月到2013年5月在香港理工大學(xué)從事博士后研究。2013年6月至今，任蘇州大學(xué)副教授。主要從事包括團(tuán)簇、納米管和二維材料等低維納米材料的計算模擬與設(shè)計，獲得材料的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，揭示材料的電子和催化特性，開拓低維納米材料在能源、環(huán)境和催化領(lǐng)域中的重要應(yīng)用。相關(guān)成果在2017年獲得***自然科學(xué)獎二等獎。
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