孙伟峰
- 作品数：13 被引量：55H指数：4
- 供职机构：哈尔滨理工大学电气与电子工程学院更多>>
- 发文基金：中国博士后科学基金国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：理学一般工业技术化学工程电气工程更多>>
- 硫钒铜矿化合物电子结构和电致变色特性的第一原理研究被引量：1
- 2020年
- 基于密度泛函的第一原理赝势平面波方法,计算晶体结构、电子结构和光学性质,研究硫钒铜矿化合物Cu3VS4、Cu3NbS4和Cu3TaS4的电子输运及电致变色特性,探讨作为透明半导体材料应用于太阳能电池和电致变色器件的可能性.电子结构的计算表明这类化合物是间接带隙半导体,其电子能带的导带底和价带顶分别位于布里渊区的X点和R点.价带顶的电子本征态主要来自于Cu原子的d电子轨道,而导带底电子态主要来源于VB族元素原子的d电子轨道.能带结构、电荷布居分析、电子局域化函数和光吸收及反射谱的计算表明这些硫钒铜矿化合物属于极性共价半导体,具有较高的电荷迁移率和优良的电致变色特性,可应用于高效电致变色器件.
- 李琳孙宇璇孙伟峰
- 关键词：电子结构第一原理计算
- 层状氧化钼的电子结构、磁和光学性质第一原理研究被引量：3
- 2019年
- 按照基于自旋密度泛函理论的赝势平面波第一原理计算方法,理论研究了两种层堆叠结构氧化钼(正交和单斜MoO_3)的电子结构、磁性和光学特性,探讨其作为电致变色材料或电磁材料在光电子器件中的技术应用.采用先进的半局域GGA-PW91和非局域HSE06交换相关泛函精确计算晶体结构和带隙宽度.计算得出较低密排面解离能,表明两种层状氧化钼的单片层很容易从体材料上剥落.能带结构和投影态密度分析表明:导带底和价带顶电子态主要来自于层平面方向成键的原子轨道,呈现典型的二维电子结构特征.无缺陷的MoO_3块体材料具有明显的磁矩,O空位会导致磁矩增加;由Mo原子和顶点氧原子产生的亚铁磁耦合磁矩是MoO_3层状材料磁性的主要来源;层状氧化钼在可见光区具有明显的光吸收响应,光吸收谱表现出显著的各向异性并在带电时发生明显的蓝移或形成新的低频可见光吸收峰.计算结果证明层状氧化钼具有明显的电致变色和磁控性能,为设计高性能电磁或光电子功能材料提供了理论依据和技术数据.
- 李琳孙宇璇孙伟峰
- 关键词：第一原理计算电子结构电致变色材料
- 单层Janus材料GaInSe2的电子结构第一原理计算
- 2020年
- 按照第一原理赝势平面波方法研究具有稳定间接带隙的单层Janus二维半导体GaInSe2的电子结构,探讨构建Janus结构的单层GaSe和InSe与GaInSe2的结构和电子性质之间的内禀关系。原子结构和声子色散谱的计算结果证明单层GaInSe2与GaSe和InSe有着相似的六边形几何构型,具有动态稳定的Janus结构。电子能带结构表明GaInSe2与其二元类似物GaSe和InSe都是间接带隙半导体,GaSe和InSe之间的应变和功函数决定了单层GaInSe2电子结构的基本特征。当原子层平面方向上的应变小于临界值时,单层GaInSe2可转化为直接带隙半导体。因此,在应变小于临界应变的力学条件下,单层GaInSe2可用作二维或表面光电材料。此外,通过调节层平面方向上的应变,可以有效地控制GaInSe2能带的带边特性和带隙宽度,这对于场效应晶体管的潜在应用具有重要意义。
- 徐贤达孙伟峰
- 关键词：电子结构第一原理计算光电子材料
- 石墨烯纳米网电导特性的能带机理：第一原理计算被引量：1
- 2020年
- 通过第一原理电子结构计算来研究有序多孔纳米网的电导特性变化的能带机理.能带结构分析结果表明:石墨烯纳米网超晶格(3m,3n)(m和n为整数)的电子本征态在布里渊区中心点发生四重简并;碳空位孔洞规则排列形成的石墨烯纳米网具有由简并态分裂形成的宽度可调带隙,无论石墨烯的两个子晶格是否对等.在具有磁性网孔阵列的石墨烯纳米网中,反铁磁耦合使对称子晶格的反演对称性增加了一项量子限制条件,导致能带结构在K点的二重简并态分裂成带隙.通过控制网孔密度能够有效调节石墨烯纳米网的带隙宽度,为实现新一代石墨烯纳米电子器件提供了理论依据.
- 徐贤达赵磊孙伟峰
- 关键词：电子结构第一原理计算
- 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的分子动力学模拟研究被引量：11
- 2013年
- 通过分子动力学模拟对聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的形态结构、热力学性质、力学特性进行计算,分析其随模拟温度和纳米颗粒尺寸的变化规律.模拟结果表明,聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物为各向同性的无定形态结构,铜纳米颗粒与聚酰亚胺基体之间通过较强的范德华作用结合在一起使结构更加稳定,铜纳米颗粒表面多个原子层呈现无定形状态,在铜颗粒和聚酰亚胺基体之间形成界面层,界面区域随颗粒尺寸和温度的增加分别减小和增加.聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的等容热容随着颗粒尺寸增大而明显增高,随温度变化比聚酰亚胺体系更为缓慢,在较低温度下较小颗粒尺寸复合物的热容比聚酰亚胺体系更低.聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的热压力系数随颗粒尺寸增加而显著增大,比聚酰亚胺体系的热压力系数更小,且随温度升高而减小的程度要小得多.聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的热力学性质表现出明显的尺度效应,温度稳定性明显高于聚酰亚胺体系.聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的力学特性表现出各向同性材料的弹性常数张量,具有比聚酰亚胺体系更低的杨氏模量和泊松比,随温度升高分别减小和增大,与聚酰亚胺体系随温度的变化趋势相反,且杨氏模量的温度稳定性显著提高,同时泊松比随纳米颗粒尺寸增大而减小,具有明显的尺度效应.加入铜纳米颗粒形成复合物可获得与聚酰亚胺体系显著不同的力学新特性.
- 孙伟峰王暄
- 关键词：分子动力学模拟聚酰亚胺
- 聚乙烯/银纳米颗粒复合物的分子动力学模拟研究被引量：4
- 2013年
- 通过分子动力学模拟对聚乙烯/银纳米颗粒复合物的结构、极化率和红外光谱、热力学性质、力学特性进行计算,分析其随模拟温度和银颗粒尺寸的变化规律.模拟结果表明:聚乙烯/银纳米颗粒复合物为各向同性的无定形结构,温度升高可提高银纳米颗粒的分散均匀性;银纳米颗粒表面多个原子层呈现无定形状态,并在银颗粒和聚乙烯基体的界面形成电极化层,界面区域随颗粒尺寸和温度的增加分别减小和增加;与聚乙烯体系相比,聚乙烯/银纳米颗粒复合物的极化率高很多,且随温度的升高和银颗粒尺寸的减小而增大;银颗粒尺寸直接影响界面电偶极矩的强度和振动频率,红外光谱峰强度和峰位随颗粒尺寸发生变化;聚乙烯/银纳米颗粒复合物具有比聚乙烯体系更高的等容热容和与聚乙烯体系相反的负值热压力系数,热容随颗粒尺寸的变化较小,但随温度的升高而明显减小,具有显著的温度效应;热压力系数随温度的变化较小,但随颗粒尺寸的增加而减小,具有明显的尺度效应,温度稳定性更好;聚乙烯/银纳米颗粒复合物的力学特性表现出各向同性材料的弹性常数张量,具有比聚乙烯体系更高的杨氏模量和泊松比,并且都随温度的升高和银颗粒尺寸的增大而减小,加入银纳米颗粒可有效改善聚乙烯的力学性质.
- 李琳王暄孙伟峰雷清泉
- 关键词：分子动力学模拟
- 石墨纳米片/聚乙烯复合物分子动力学模拟被引量：5
- 2018年
- 通过分子动力学模拟对石墨纳米片(GNP)/聚乙烯(PE)复合物的结构、力学和气体输运性质进行计算研究,分析其随模拟温度和GNP填充量的变化规律,探讨纳米界面形成、复合机制及结构与特性的关系。GNP/PE复合物呈现二维结构,GNP趋向于平面取向排列并通过范德华力和纳米石墨片层表面上的碳氢-π键使周围几个原子尺度内的PE分子固化为有序原子层,而PE基体仍然为各向同性的无定形结构。GNP/PE界面上纳米复合作用使体系能量降低,与PE体系相比,GNP/PE的杨氏模量和泊松比分别显著增高和降低。GNP平面取向导致GNP/PE的力学特性表现出二维各向异性的弹性常数张量,在石墨纳米片层平面方向上的杨氏模量明显增高,并且随温度的降低和GNP填充量的提高而增大,填充GNP有效改善了GNP/PE的力学性质。GNP/PE复合物的气体输运性质明显受到填充GNP的气体阻隔和取向的影响并且对3种气体渗透没有明显的选择性。GNP与基体的纳米复合导致N_2、O_2和CO_2的分子输运呈现二维各向异性,随着石墨纳米颗粒填充量的增加,取向GNP层面方向的扩散系数比垂直方向高5~8倍,可用于气体分子屏障与渗流控制。
- 高俊国孙伟峰李明房权生张晓虹
- 关键词：分子动力学模拟聚乙烯
- 碳纳米管/聚乙烯复合物分子动力学模拟研究被引量：13
- 2014年
- 采用分子动力学方法模拟了碳纳米管/聚乙烯复合物的结构、热力学和力学特性,分析其随模拟温度和碳纳米管填充率的变化。模拟结果表明,碳纳米管/聚乙烯复合物为各向同性的无定形结构,聚乙烯和碳纳米管通过较强的范德华作用结合在一起,在聚乙烯基体作用下,碳纳米管壁上的碳原子排列的周期性下降,出现弯曲和褶皱。从能量上看,填充率较高的复合物更加稳定。碳纳米管/聚乙烯复合物具有比聚乙烯体系更高的等容热容和与聚乙烯体系相反的负值热压力系数,热容随碳纳米管填充率的变化较小,但随温度的升高而明显减小,具有显著的温度效应;热压力系数随温度的变化较小,温度稳定性比聚乙烯更好,但随填充率增加而减小。碳纳米管/聚乙烯复合物的力学特性表现出各向同性材料的弹性常数张量,弹性模量和泊松比比纯聚乙烯体系高得多,并且都随温度的升高和碳纳米管含量的降低而减小,说明加入碳纳米管可显著改善聚乙烯的力学性质。
- 孙伟峰高俊国郭宁
- 关键词：分子动力学模拟聚乙烯碳纳米管
- 紫外光引发聚乙烯交联技术研究进展被引量：11
- 2020年
- 交联聚乙烯绝缘电缆在高压及超高压领域中具有广泛的应用前景,生产交联聚乙烯绝缘电缆的紫外光引发交联技术因具有生产效率高、可连续生产时间长、辐照设备简单和基建费用低等优点,在高压电力电缆及海底电缆等领域将有望代替过氧化物交联技术而成为新一代超高压交联聚乙烯电缆的基本工艺。该文对交联聚乙烯绝缘电缆紫外光引发交联技术的核心机理和研究进展进行全面综述,探讨紫外光引发聚乙烯交联光化学反应的动力学特性及交联特性,重点分析紫外光交联聚乙烯绝缘介质的电学特性,并展望紫外光交联聚乙烯绝缘介质未来的研究方向,对于研制高电压绝缘材料和开发新聚合物合成技术具有重要意义。
- 李厚玉李长明孙伟峰
- 关键词：交联聚乙烯绝缘电缆
- (InAs)1/(GaSb)1超品格纳线第一原理研究被引量：1
- 2012年
- 半导体纳米线作为纳米器件的作用区和连接部分具有理想的形状,把电子运动和原子周期性限制在一维结构当中.通过体材料的已知特性,有效地选择材料组分使纳米线的低维结构优点更加突出.此外,还可以通过其他方式来调整纳米线特性,如控制纳米线直径、晶体学生长方向、结构相、表面晶体学晶面和饱和度等内部或固有的特性;施加电场、磁场、热场和力场等外部影响.体材料InAs和GaSb的晶格常数非常相近,因此InAs/GaSb异质结构晶格失配很小,可生长成为优良的红外光电子材料.另外,体材料InAs在二元Ⅲ—Ⅴ化合物半导体中具有最低的有效质量,这使得电子限制在InAs层的InAs/GaSb超晶格具有良好的输运特性.本文通过第一原理计算研究轴线沿[001]和[111]闪锌矿晶体学方向的(InAs)_1/(GaSb)_1超晶格纳米线(下标表示分子或双原子单层的数量)的结构、电子和力学特性,以及它们随纳米线直径(线径约为0.5—2.0 nm)的变化规律.另外,分析了外部施加的应力对电子特性的影响,考察了不同线径(InAs)_1/(GaSb)_1超晶格纳米线的电子带边能级随轴向应变的变化,从而确定超晶格电子能带的带边变形势.
- 孙伟峰郑晓霞
- 关键词：INAS/GASB超晶格半导体纳米线
