教育部重点实验室开放基金(2010-02)
- 作品数：5 被引量：10H指数：2
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- 单轴应变对BaHfO_3电子结构与光学性质的调制影响被引量：1
- 2013年
- 从第一性原理出发,在广义梯度近似(GGA)下,采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势计算方法,着重研究了单轴应变对钙钛矿型陶瓷材料BaHfO3电子结构与光学性质的调制影响。研究结果表明:无应变作用时,BaHfO3是一种宽禁带绝缘体;施加单轴应变后其逐渐呈现半导体材料的特征。BaHfO3带隙随拉应变增加线性减小,压应变与带隙则具有明显的非线性关系。对光学性质的分析发现:施加压(拉)应变后,介电函数虚部尖峰增多(减小),光学吸收带边产生蓝移(红移)。此外,单轴应变作用下BaHfO3的静态介电常数和折射率均变大。上述研究表明施加单轴应变有效调制了BaHfO3的电子结构和光学性质,计算结果为应变BaHfO3光电材料的设计与应用提供了一定的理论依据。
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- 关键词：电子结构光学性质第一性原理
- BaHf0．5Ti0．5O3电子结构与光学性质的第一性原理研究被引量：6
- 2012年
- 基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(GGA),利用第一性原理方法研究了BaHf_(0.5)Ti_(0.5)O_3的电子结构和光学性质.计算结果表明,BaHf_(0.5)Ti_(0.5)O_3是一种间接带隙半导体材料,其导带底主要由Ba、Hf和Ti的d态电子构成,价带顶则主要由O的p态、Hf和Ti的d态电子构成;理论计算的介电函数最高峰的峰位与实验结果吻合较好,相对误差小于4%;吸收系数最大峰值为2.43×10~5cm^(-1),且吸收主要集中在低能区,静态折射率为2.01,能量损失峰出现在13.24 eV处.研究结果为BaHf_(0.5)Ti_(0.5)O_3光电材料设计与应用提供了理论依据.
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- 关键词：第一性原理电子结构光学性质
- 掺杂BaHfO_3电子结构与力学性能的第一性原理研究被引量：4
- 2013年
- 在广义梯度近似(GGA)下,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了掺杂对BaHfO3的电子结构与力学性能的影响.电子结构计算表明:优化的BaHfO3晶格常数与实验值吻合较好,BaHfO3为一种间接带隙的绝缘体材料.掺杂Sr和Ti后该材料仍为间接带隙材料,Ba0.5Sr0.5HfO3的带隙增大,绝缘体特征增强,而BaHf0.5Ti0.5O3的带隙显著减小,呈现出半导体材料的特征.由态密度分析可知,掺杂后带隙的变化主要是由于导带底的移动造成的.力学性能分析表明:与BaHfO3相比,Ba0.5Sr0.5HfO3的剪切模量和杨氏模量均明显减小,材料硬度减弱;BaHf0.5Ti0.5O3的剪切模量及杨氏模量均明显增大,材料硬度增强.电子密度分布分析揭示了掺杂改变体系价电子浓度的分布情况,使BaHfO3的价健特性发生了变化,这是材料硬度改变的内在原因.可见,掺杂能够有效地调控体系的硬度,该研究结果为掺杂BaHfO3力电材料的设计与应用提供了理论依据.
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- 关键词：第一性原理电子结构力学性质掺杂
- 非理想矩形锚单元的节点分析法被引量：1
- 2013年
- 为了在节点化设计方法中考虑非理想锚效应,采用铁木辛柯梁理论和加权余量法建立了非理想矩形锚单元的节点化模型,在Hspice中构建了相应的等效电路。结合已有单元模型,实现了静电执行器的系统级仿真,与有限元模拟结果吻合较好,可模拟出非理想矩形锚对系统静态和动态特性的影响。
- 李敏张加宏刘清惓刘恒
- 关键词：加权余量法MEMS
- 硅纳米悬臂梁传感结构压阻特性的试验研究被引量：1
- 2012年
- 为了研究拉伸和大形变弯曲共存状态下硅纳米悬臂梁传感结构的压阻特性,采用CMOS工艺制作了硅纳米悬臂梁传感测试结构,结合原子力显微镜和半导体参数测试仪对其电学参数进行了测量,其位移灵敏度高达1.58216×10-4/nm。在电阻相对变化率实验测量和ANSYS有限元平均应力仿真的基础之上,进而提出了一个非线性压阻模型来提取大弯曲硅纳米悬臂梁的一阶和二阶压阻系数。研究结果表明:其一阶压阻系数约为体硅的5倍,该巨压阻效应为利用硅纳米压阻传感结构来实现超高灵敏度的纳米压力传感器提供了可能的途径。研究结果同时也揭示了要获得高的灵敏度和好的可靠性,硅纳米悬臂梁的长度设计需要折衷考虑。
- 张加宏杨镇博刘清惓李敏冒晓莉
- 关键词：压阻特性原子力显微镜有限元
