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金刚石表面结构及其性质的理论研究

发布时间: 2023-11-20

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 技术咨询
成果类型: 新品种,新技术
行业领域:
新材料技术
成果介绍
金刚石表面复杂的化学环境导致其表面构型的多样性和不确定性。我们结合第一性原理计算和先进的结构搜索算法,确定氧化金刚石(100)晶面的最稳态构型。我们提出了一种崭新的甲氧基丙酮表面结构。这个构型同时包含羰基和环氧基,是最稳定的重构结构,同有动力学和热力学稳定性。这个新提出的构型有望解决氧化金刚石 (100)表面长期存在的结构不确定性。同时,新提出的构型表现出显著的电子特性:与纯净或氢化的表面相比,带隙增加,与体相金刚石相近。因此,表面电子态对体相带隙的影响很小,这使得它的电子结构几乎没有发生表面重构。这可能对开发应用于量子信息处理和传感的纳米电子器件以及高效单光子发射器产生深远影响。
成果亮点
解决了氧化金刚石(100)表面结构的不确定性:由于金刚石表面的复杂化学环境,氧化金刚石(100)表面的结构长期以来存在不确定性。通过采用第一性原理计算和结构搜索算法,研究团队成功确定了该表面的最稳态构型,为金刚石表面的结构提供了新的认识和理解。 提出了一种崭新的甲氧基丙酮表面结构:研究团队提出了一种包含羰基和环氧基的甲氧基丙酮表面结构,该构型被证明是最稳定的重构结构。这种新构型具有动力学和热力学的稳定性,有望在金刚石表面的应用中发挥重要角色。 显著的电子特性:新提出的甲氧基丙酮表面结构在电子特性方面表现出显著的优势。与纯净或氢化表面相比,新结构的带隙增加,接近于金刚石的体相。这意味着该构型的电子态对体相带隙的影响较小,使得其电子结构几乎没有发生表面重构。
团队介绍
胡晓君,浙江工业大学,教授,博导, 长期担任本科生的重要专业基础课《材料科学基础》的主讲教师,担任《化学化工软件》和《计算机在材料科学中的应用》等课程的主讲教师,取得了良好的教学效果。2006年获得学院青年教师讲课比赛一等奖。   长期主讲研究生课程《金属学原理》,根据研究生学习的特点,在课堂教学中,开展讨论式教学,将学科前沿研究进展与教学内容相联系,将研究思路与教学内容相联系,将研究方法与教学内容相联系,在深化学生专业基础知识的同时,对其研究思路和研究方法进行引导,为研究生进入课题研究奠定基础。   指导学生开展课外科技活动,通过完成课外科技活动项目,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力;培养他们的书面和口头表达能力。指导本科生申报和完成了国家级大学生创新实验计划项目、校级大学生创新实验计划项目和校运河杯科技项目等。   为研究生培养搭建了良好的项目平台和研究氛围。对研究生严格要求,精心指导,致力于全面提高研究生的专业素质和综合能力,为高科技产业输送人才。近年来培养的硕士生获得省级优秀毕业生、校级优秀毕业生、校级优秀硕士论文、校级运河杯课外科技竞赛二等奖等荣誉称号。
成果资料
产业化落地方案
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成果综合评价报告

评价单位:“科创中国”新材料产业科技服务团 (中国材料研究学会) 评价时间:2023-11-28

胡振鹏。

国家石墨烯创新中心。

秘书长

综合评价

该技术属于理论研究,尚处于实验室阶段,具有较多的应用领域,但转化周期较长,不确定性较高,风险较大。
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