【摘要】固体氧化物燃料电池(SOFCs)是一种能够将燃料中化学能转换成电能的电化学装置,具有转换效率高、燃料适应性强、清洁无污染等特性,对于解决当前环境以及能源短缺等问题具有重要作用。在实际应用中,电极的极化阻抗严重阻碍了电池性能的提高,尤其是,随着操作温度的降低,电池阴极极化阻抗急剧增大。本文基于第一性原理计算,探讨了不同类型阴极反应的微观机理,旨在为深入理解实验现象以及设计高效阴极材料提供理论 […]

【摘要】钙钛矿过渡金属氧化物由于丰富物理内涵和重要应用前景，受到了众多领域的关注。近年来研究者对4d过渡金属氧化物的探究日益增多，然而，由于锝（Tc）具有β射线放射，关于锝氧化物物理性质的研究非常稀少直到2011年实验工作者成功制备出CaTcO3和SrTcO3材料，并测得它们分别在800K和1023K时发生反铁磁到顺磁转变。本文基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算，利用GGA+U的交换关联近 […]

【摘要】核废物的安全处置,对保护生态环境和核能可持续发展具有重要意义,同时已经成为核科学、核工业及核能源发展中热门研究的课题。具有萤石衍生结构的化合物是潜在的核废物的固化基材之一,Delta相Re6MO12(δ-Re6MO12)是一种萤石衍生结构的化合物,离子束辐照δ-Re6MO12化合物的实验研究表明,δ-Re6MO12表现出很好的化学稳定性和耐辐照性能。本论文通过基于密度泛函理论的第一性原理系 […]

【摘要】自碳纳米管被发现以来，它就以优异的电学及力学性能引起了物理、化学及材料等领域学者的广泛关注，成为制备纳米电子器件的理想材料之一。作为在低维度探究新型量子现象的特殊材料，它们可以大量生产并且可以塑造成不同的几何结构，展现出多样的物理性质。此外，单壁碳纳米管的物理特性均由其半径和手性决定，但碳管中的缺陷和杂质可使其特性发生变化。自1993年Ajayan和Iijima率先得到了填充有Pb的多壁碳 […]

【摘要】自从石墨烯及石墨烯纳米条带在实验上被成功合成，便开辟了材料研究的新纪元，引发了人们对碳基纳米材料甚至无机纳米材料家族的广泛兴趣。作为石墨烯纳米条带的结构类似物，碳化硅纳米条带正在成为无机纳米材料中的一颗冉冉新星，其优越的特性引起了实验和理论上对碳化硅材料的广泛研究。但是由于锯齿型碳化硅纳米条带铁磁态和反铁磁态的能量简并这一瓶颈使其不利于在功能纳米器件方面的应用。为了突破该瓶颈，本文借助密度 […]

【摘要】二硫化钼(MoS2)作为典型的过渡金属层状二元化合物,其热稳定性和化学稳定性良好,被广泛应用于固体润滑剂、电极材料和反应催化剂等领域。同时,作为类石墨烯单层过渡金属化合物,单层MoS2凭借其优秀的光学和电学性质在辅助石墨烯甚至替代石墨烯上有着很好的前景,在晶体管制造和电子探针的应用等方面也为人关注,而多层二硫化钼在光学传感器上的应用也逐渐为人们所探索。本文对于体材料、单层及多层二硫化钼的电 […]

【摘要】现今电子器件越做越小,将要达到其尺寸的极限。今后的发展方向之一是追求器件的多功能化。多铁性材料同时具有铁电性和磁有序,是理想的多功能材料,因此引起了各国的极大重视,吸引了众多科研机构投身其中。但是单相多铁性材料在自然界中非常稀少。当d壳层全空(d0)的过渡金属离子位于钙钛矿型AB03结构的B位时,此结构比较容出现铁电性,但不会产生磁性。比如,BaTiO3中Ti4+离子的3d轨道是全空的,因 […]

【摘要】摘要：过渡族金属及其合金是应用最广泛的金属材料,现代很多新材料和新应用都来自过渡族金属及其合金,特别是新型可再生能源材料、高温耐腐蚀结构材料、新型电子材料等。“材料基因组计划”的提出,为研究过渡族金属及其合金新材料提供了新的途径,特别是对于过渡族金属中的贵金属元素及其合金,通过第一性原理计算能够得到过渡族金属及其合金的大量性能数据,从而为新材料发现、设计和应用打下坚实基础。有鉴于此,本文通 […]

【摘要】本论文分为三个部分(三章)：第一部分是文献综述；第二部分是(PbTiO3)1-x-(CoFe2O4)x复合磁电材料库的结构表征和分析,重点分析了材料库中出现的相变及准同型相界；第三部分是(PbTiO3)1-x-(CoFe2O4)x复合磁电材料库中出现准同型相界的机理研究。第一章是论文涉及内容的背景知识和相关进展的介绍。首先从准同型相界的历史出发,介绍了准同型相界的机理,详细综述了准同型相界 […]

【摘要】负热膨胀材料具有反常的“热缩冷胀”性质。20世纪90年代，作为一个新兴交叉学科，负热膨胀材料的研究引起了各国学者的广泛兴趣与重视。在电子、光学、机械和结构材料的设计、制造和应用阶段，热膨胀行为有重要的影响，而负热膨胀材料的出现则为控制材料热膨胀系数和温度范围提供了有效的途径，特别是在热膨胀系数匹配、零膨胀材料的设计等方面发挥着巨大的作用。目前，具有负热膨胀性质的材料种类有限，数量也较为稀少 […]