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oe1(光电查) - 科学论文

68 条数据
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  • 石墨烯纳米带Y型结的自组织行为

    摘要： 借助我们的分子动力学模拟，我们旨在推动构建碳纳米结构网络的技术方法的兴起与发展。我们将研究石墨烯纳米带在Y型结点处的自组织行为，确定由平行纳米带完美形成纳米管Y型结点的条件，并探究石墨烯纳米光刻技术在纳米带网络与纳米管网络制备中的作用。我们的模拟结果同时表明实现纳米管网络具有可行性。

    关键词： 分子动力学、纳米管、石墨烯、网络、纳米带、模拟

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 密度泛函

    摘要： 最新实验报道称，在低于2500K的温度下，液氮（N）直至120GPa仍保持分子态[《物理评论快报》119卷235701页(2017)]，这与PBE-GGA密度泛函预测的88GPa和2000K处存在液-液相变相矛盾。为澄清此问题，我们采用能更好描述范德华相互作用中程部分的SCAN元GGA密度泛函进行了大量第一性原理分子动力学模拟。研究发现：SCAN对孤立N2分子的键能与键长计算比PBE更精确；SCAN与PBE均能重现分子态到聚合态的一级相变，但不同于PBE的是，SCAN预测流体N2具有更宽的稳定范围——该范围的边界比PBE预测值高出15GPa，与实验结果更为吻合。此外，SCAN预测聚合相中三配位原子比例高于PBE，这与非晶态N的实验预期相符。这些改进表明，在预测分子态向聚合态流体N的相变时，SCAN比PBE具有更高精度。

    关键词： 相变、密度泛函、分子动力学、SCAN元广义梯度近似、液氮

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 多层石墨烯与半导体衬底之间的粘附行为

    摘要： 石墨烯与半导体表面之间的高结合强度对基于石墨烯的微机电系统/纳机电系统（MEMS/NEMS）器件性能至关重要。本文通过采用一系列恒定垂直向上速度（Vup）作用于石墨烯最顶层，运用分子动力学方法模拟了多层石墨烯（1至10层）从硅半导体基底的剥离过程并计算其结合强度，获得了石墨烯剥离的临界剥离速度、粘附力及粘附能。当石墨烯层数为两到三层时存在两个临界剥离速度：当Vup低于第一临界速度时无法剥离；当Vup处于第一与第二临界速度区间时可剥离全部层数；当Vup超过第二临界速度时仅最顶层能脱离硅表面。对于四到十层的石墨烯体系，仅当剥离速度超过临界值时最顶层可自由剥离。研究发现较低Vup会导致整层石墨烯从基底剥落。一至十层石墨烯体系的粘附力范围为25.04纳牛至74.75纳牛，粘附能范围为73.5毫焦/平方米至188.45毫焦/平方米，这些数值与既往实验结果相符，证实了石墨烯与硅半导体表面间具有可靠的结合强度。

    关键词： 粘附力、键合机制、粘附能、剥离行为、微机电系统/纳机电系统、分子动力学、石墨烯

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 自支撑二维Janus MoSSe量子点的内禀应变诱导卷曲

    摘要： 受二维过渡金属硫族化合物量子点（TMD QDs）和Janus TMD单层材料独特性质的启发，我们理论研究了引入硫族元素原子不对称性的独立Janus MoSSe量子点的平衡结构。分子动力学模拟观察到两种截然不同的自发卷曲行为，且该卷曲特性与量子点尺寸相关。碗状（管状）卷曲分别出现在尺寸较?。ń洗螅⒕哂胁煌巫矗咝斡肴切危┘氨咴道嘈停ň獬菪斡敕鍪忠涡危┑腗oSSe量子点中。六边形与三角形结构分别在约10纳米和13纳米尺寸时发生这两种卷曲类型的转变。通过向相邻两子层施加等效失配应变，有限元分析复现了相似的卷曲行为，证实Janus结构本征应变的释放是自发卷曲的主要驱动力。此外，Janus TMD量子点的曲率从MoSSe到MoSeTe再到MoSTe逐渐增大，表明卷曲程度与失配度呈正相关。

    关键词： 本征应变、Janus过渡金属二硫化物、分子动力学、量子点、有限元方法

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 利用第一性原理分子动力学模拟研究过冷液态Ge<sub>3</sub>Sb<sub>2</sub>Te<sub>6</sub>中短程和中程有序的起源

    摘要： 诸如Ge-Sb-Te化合物等相变材料因其电存储潜在价值备受关注。与无定形态和晶态相比，过冷液态尽管在非晶化与结晶过程中具有不可忽视的作用，却远未被深入理解。为此，我们研究了快速冷却过程中液态与过冷液态Ge3Sb2Te6的动力学特性和结构特征。随着温度降低，化学键趋于更均匀，但Ge、Sb和Te原子的配位数变化甚微。同时，短程构型的结构有序性显著增强。进一步研究表明：以Ge、Sb和Te为中心的构型主要通过调整键角关系和键长（而非仅改变配位环境），转变为更有序的缺陷八面体结构。正是这些更有序的八面体促进了中程有序的形成。我们的发现为过冷液态Ge3Sb2Te6局部结构有序性的起源提供了深刻见解，这对全面理解非晶化与结晶过程具有重要意义。

    关键词： 分子动力学、相变材料、过冷液体、短程有序

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 非卤化溶剂对溶液法制备光伏用聚合物薄膜主要性能的影响：一项计算研究

    摘要： 有机光伏（OPV）器件虽已实现较高的太阳能转换效率，但其制备通常需使用含卤素的有毒溶剂。因此，在OPV器件实现工业化大规模生产前，亟需用环保溶剂替代这些有毒溶剂。理论工具在此类新溶剂的研发中或将成为有力助手。为深入理解溶剂与聚合物相互作用的机理，本研究采用经典分子动力学（MD）方法模拟了两种不同溶剂加工的聚[4,8-双(2-乙基己氧基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基-3-氟-2-[(2-乙基己?；?羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩二基]（PTB7-Th）薄膜的形成过程——该材料是OPV中广泛应用的给体材料。第一种溶剂为实验室常用的高毒性邻二氯苯（o-DCB），第二种则是适用于OPV制造的环保型邻甲基茴香醚（o-MA）。我们通过溶剂蒸发协议模拟PTB7-Th薄膜形成过程，证实理论MD计算能捕捉到o-DCB与o-MA蒸发所形成薄膜宏观性质的差异：含卤溶剂与聚合物的相互作用会破坏侧链噻吩二基团与主链的键合，这些缺陷可能形成影响电荷传输的陷阱，并导致吸收光谱蓝移。通过蒙特卡洛方法，我们还验证了MD模拟形貌对空穴迁移率的影响。理论结果与实验测量高度吻合，均表明o-MA能在不损失器件关键性能的前提下制备聚合物薄膜。本研究表明，理论计算对绿色工艺制备聚合物薄膜的形貌优化具有重要指导意义。

    关键词： 溶剂蒸发、PTB7 - Th、分子动力学、有机光伏、卤代溶剂、环保溶剂、空穴迁移率

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 铝与镍激光冲击焊接中的原子扩散行为及界面波形

    摘要： 采用分子动力学(MD)模型和光滑粒子流体动力学(SPH)建模研究了激光冲击焊接过程中的原子扩散行为、界面波形特征及形成机制。MD模拟显示铝原子的扩散系数大于镍原子，在冲击焊接过程中镍原子更易向铝晶格深处扩散。SPH模拟表明焊接界面的波长和振幅随加载速度增加而增大，不同加载速度的SPH模拟显示镍波峰的运动方向与焊接方向相同，而铝波峰的运动方向与焊接方向相反。有效塑性应变和温度主要集中分布在界面波形区域。复合箔与基体箔在碰撞点附近的剪切应力方向相反，碰撞点附近压力高达约10GPa。能谱线扫描分析显示铝镍波形界面存在2.5微米厚的元素扩散层，验证了MD模拟中铝镍元素扩散现象。

    关键词： 激光冲击焊接、分子动力学、光滑粒子流体动力学、焊接特性

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 激光驱动碰撞体系的分子动力学与量子轨迹联合模拟

    摘要： 我们引入了一个结合分子动力学与量子轨迹的代码，用于模拟近共振光场对碰撞系统中态矢量演化及粒子运动的影响。与无碰撞系统（其中具有自发辐射的多能级激光驱动粒子的量子动力学可用光学布洛赫方程描述）不同，在充分碰撞的系统中，粒子速度的变化时标与激光诱导的量子态动力学相当。这些瞬态速度变化会导致量子态的时间平均速度依赖性与光学布洛赫方程解产生差异。我们利用该多尺度代码描述了锶超冷中性等离子体中的激光冷却过程，模拟呈现的重要现象包括：通过快速速度改变碰撞抑制电磁诱导透明效应，以及各向异性激光冷却中冷却方向与非冷却方向之间的热化效应。

    关键词： 超冷中性等离子体、分子动力学、激光冷却、碰撞系统、量子轨迹、激光驱动

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 视网膜质子化席夫碱的不同氢键环境控制着通道视紫红质-2中的光异构化

    摘要： 通过量子力学/分子力学方法研究了通道视紫红质-2（ChR2）光循环的初始事件——反式到顺式的光异构化过程，同时考虑了基态中视网膜环境的柔性特征。采用从头算多组态理论水平处理生色团，我们能够基于泵浦-探测光谱学合理解释实验发现，阐明ChR2相较于其他视紫红质所呈现的更复杂独特机制。特别地，研究发现氢键模式差异会导致不同激发态参与反应，由此可推定最有效的氢键构型。此外，通过模拟红外光谱表征光异构化后首个光循环中间体P500的结构，并与现有实验数据对比验证。该结果源自基于密度泛函理论的半经验方法描述生色团的大规模分子动力学模拟，明确鉴定了从视网膜Schiff碱接受质子的抗衡离子：谷氨酸E123的侧链。

    关键词： 傅里叶变换红外光谱、量子力学/分子力学、视黄醛席夫碱、光异构化、通道视紫红质-2、氢键、激发态、分子动力学

    更新于2025-09-23 06:53:35

  • CBC9CB液晶分子有序性与动力学的1H核磁共振研究

    摘要： 通过质子核磁共振波谱（使用0.78 T和7.04 T磁场）及弛豫测量技术，研究了呈现向列相(N)和扭曲弯曲向列相(Ntb)的CB-C9-CB液晶二聚体的分子有序性与动力学特性。本研究首次采用标准与快速场循环核磁共振技术组合，在该体系极宽的拉莫尔频率范围(8 kHz-300 MHz)内开展弛豫测量实验。Ntb相的波谱结果使我们能够探测分子相对于Ntb螺旋轴的局部取向。弛豫数据分析综合考虑了序参量涨落(ODF)、分子自扩散(SD)及局部分子旋转/重取向(R)三种弛豫机制。通过建立理论弛豫模型随温度和拉莫尔频率变化的全局拟合，确定了研究相态的旋转相关时间、扩散系数、粘弹性参数、关联长度及热激活机制下的活化能。质子自旋晶格弛豫结果显示N相与Ntb相结构存在显著差异，这体现在集体模式具有不同的温度与频率依赖特征。弛豫测量和波谱数据均观察到N-Ntb相变点存在显著的预转变效应。实验结果与同类液晶体系的已有数据和模型相符。

    关键词： 分子动力学、液晶、向列相、扭曲弯曲向列相、核磁共振波谱学、弛豫测量法

    更新于2025-09-23 14:21:55