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Ni、Mo共掺杂对SnO2材料性能影响的仿真研究
被引量：
3
1
作者
常永强
王景芹
+2 位作者
朱艳彩
张广智
胡德霖
《人工晶体学报》
EI
CAS
北大核心
2021年第1期94-101,112,共9页
针对AgSnO2触头材料存在的不足,采用基于密度泛函理论的第一性原理对SnO2、Ni单掺杂、Mo单掺杂以及Ni-Mo共掺杂SnO2材料进行了电性能与力学性质的研究,计算了各体系的形成能、能带结构、态密度、弹性常数等各项参数。结果表明,掺杂后的...
针对AgSnO2触头材料存在的不足,采用基于密度泛函理论的第一性原理对SnO2、Ni单掺杂、Mo单掺杂以及Ni-Mo共掺杂SnO2材料进行了电性能与力学性质的研究,计算了各体系的形成能、能带结构、态密度、弹性常数等各项参数。结果表明,掺杂后的材料可以稳定存在,且仍为直接带隙半导体材料。与未掺杂相比,掺杂后体系的能带结构带隙值减少,其中Ni-Mo共掺杂时的带隙值最小,载流子跃迁所需能量减少,极大地改善了SnO2的电性能;由弹性常数计算了剪切模量、体积模量、硬度等参数,其中Ni-Mo共掺杂时的硬度大幅降低,韧性增强,有利于AgSnO2触头材料后续加工成型,且其普适弹性各向异性指数最小,不易形成裂纹。综合各项因素,Ni-Mo共掺杂能够很好地改善SnO2的性能,为触头材料的发展提供了理论指导。
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关键词
第一性原理
SNO2
Ni-Mo共掺杂
稳定性
电性能
力学性能
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职称材料
Ce-C共掺杂SnO_(2)导电性能和力学性质的第一性原理研究
被引量：
3
2
作者
阳建宇
王景芹
+3 位作者
朱艳彩
张广智
胡德霖
黄光临
《有色金属工程》
CAS
北大核心
2021年第8期1-8,共8页
AgSnO_(2)触头材料由于优异的性能成为代替AgCdO的电接触材料之一,但由于SnO_(2)导电性能较差以及硬度大,会使材料变脆,容易形成裂纹,降低了AgSnO_(2)触头的使用寿命。采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了稀土元素Ce和C单掺杂...
AgSnO_(2)触头材料由于优异的性能成为代替AgCdO的电接触材料之一,但由于SnO_(2)导电性能较差以及硬度大,会使材料变脆,容易形成裂纹,降低了AgSnO_(2)触头的使用寿命。采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了稀土元素Ce和C单掺杂以及共掺杂SnO_(2)的导电性能和力学性质。通过超晶胞结构优化后的能量计算,得到了超晶胞的晶格常数、掺杂形成能、能带结构、态密度、弹性常数和德拜温度。结果表明:通过掺杂后的带隙值减小,增加了杂化轨道,能够提高SnO_(2)的导电性能以及改善SnO_(2)的脆韧性,从而改善AgSnO_(2)触头的成型和使用寿命。相对于Ce、C单掺杂,Ce-C共掺杂时的电子有效质量减小,并且带隙宽度变窄,Ce-C共掺杂SnO_(2)的导电性能更好,硬度的改善更大。
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关键词
第一性原理
Ce-C共掺杂
导电性能
力学性质
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职称材料
Cr、La共掺杂SnO_(2)电子结构和力学性能的第一性原理研究
被引量：
2
3
作者
许婧婷
王景芹
+2 位作者
张广智
胡德霖
黄光临
《功能材料》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第7期7124-7131,共8页
电触头材料AgSnO_(2)的第二相SnO_(2)是一种硬度高较脆,难以加工的宽禁带半导体材料。基于密度泛函理论的第一性原理和平面波超软赝势法,应用Materials studio软件下CASTEP模块建立Cr、La单掺、共掺SnO_(2)晶胞模型,掺杂比例为16.67%,...
电触头材料AgSnO_(2)的第二相SnO_(2)是一种硬度高较脆,难以加工的宽禁带半导体材料。基于密度泛函理论的第一性原理和平面波超软赝势法,应用Materials studio软件下CASTEP模块建立Cr、La单掺、共掺SnO_(2)晶胞模型,掺杂比例为16.67%,几何优化后分别计算焓变值、电荷布局、能带结构、态密度、弹性模量,分析研究掺杂后SnO_(2)电学性能和力学性能的变化。结果表明,各SnO_(2)体系在热力学和动力学上都是稳定的,掺杂后Sn-O键布局数减小,Sn、O间电荷重叠减弱,O原子向杂质原子Cr移动,Cr-O成键能力强,共价性高,电子转移剧烈。掺杂后带隙值减小,导电性提高,其中Cr-La共掺SnO_(2)体系由于Cr 3d和La 5d轨道的杂化作用,在费米能级处形成杂质能级,电子跃迁所需能量大幅减小,导电性最好。力学性能方面,各SnO_(2)体系的剪切模量和杨氏模量变化趋势是相似的。单掺Cr可提高SnO_(2)抵抗剪切形变和弹性形变能力,硬度、刚度增强,韧性、延展性较差.单掺La和共掺Cr-La可提高SnO_(2)韧性,减小硬度,改善加工性能。
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关键词
SnO_(2)
电触头材料
第一性原理
导电性
加工性能
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职称材料
题名
Ni、Mo共掺杂对SnO2材料性能影响的仿真研究
被引量：
3
1
作者
常永强
王景芹
朱艳彩
张广智
胡德霖
机构
河北工业大学
上海良信
电器
股份
有限公司
苏州电器科学研究院有限公司
出处
《人工晶体学报》
EI
CAS
北大核心
2021年第1期94-101,112,共9页
基金
国家自然科学基金(51777057)。
文摘
针对AgSnO2触头材料存在的不足,采用基于密度泛函理论的第一性原理对SnO2、Ni单掺杂、Mo单掺杂以及Ni-Mo共掺杂SnO2材料进行了电性能与力学性质的研究,计算了各体系的形成能、能带结构、态密度、弹性常数等各项参数。结果表明,掺杂后的材料可以稳定存在,且仍为直接带隙半导体材料。与未掺杂相比,掺杂后体系的能带结构带隙值减少,其中Ni-Mo共掺杂时的带隙值最小,载流子跃迁所需能量减少,极大地改善了SnO2的电性能;由弹性常数计算了剪切模量、体积模量、硬度等参数,其中Ni-Mo共掺杂时的硬度大幅降低,韧性增强,有利于AgSnO2触头材料后续加工成型,且其普适弹性各向异性指数最小,不易形成裂纹。综合各项因素,Ni-Mo共掺杂能够很好地改善SnO2的性能,为触头材料的发展提供了理论指导。
关键词
第一性原理
SNO2
Ni-Mo共掺杂
稳定性
电性能
力学性能
Keywords
first-principle
SnO2
Ni-Mo co-doped
stability
electrical property
mechanical property
分类号
TM503.5 [电气工程—电器]
O469 [理学—凝聚态物理]
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职称材料
题名
Ce-C共掺杂SnO_(2)导电性能和力学性质的第一性原理研究
被引量：
3
2
作者
阳建宇
王景芹
朱艳彩
张广智
胡德霖
黄光临
机构
省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室河北工业大学
上海良信
电器
股份
有限公司
苏州电器科学研究院有限公司
温州聚星科技股份
有限公司
出处
《有色金属工程》
CAS
北大核心
2021年第8期1-8,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51777057)。
文摘
AgSnO_(2)触头材料由于优异的性能成为代替AgCdO的电接触材料之一,但由于SnO_(2)导电性能较差以及硬度大,会使材料变脆,容易形成裂纹,降低了AgSnO_(2)触头的使用寿命。采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了稀土元素Ce和C单掺杂以及共掺杂SnO_(2)的导电性能和力学性质。通过超晶胞结构优化后的能量计算,得到了超晶胞的晶格常数、掺杂形成能、能带结构、态密度、弹性常数和德拜温度。结果表明:通过掺杂后的带隙值减小,增加了杂化轨道,能够提高SnO_(2)的导电性能以及改善SnO_(2)的脆韧性,从而改善AgSnO_(2)触头的成型和使用寿命。相对于Ce、C单掺杂,Ce-C共掺杂时的电子有效质量减小,并且带隙宽度变窄,Ce-C共掺杂SnO_(2)的导电性能更好,硬度的改善更大。
关键词
第一性原理
Ce-C共掺杂
导电性能
力学性质
Keywords
first-principles
Ce-C co-doping
electrical conductivity
mechanical properties
分类号
TM501 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
Cr、La共掺杂SnO_(2)电子结构和力学性能的第一性原理研究
被引量：
2
3
作者
许婧婷
王景芹
张广智
胡德霖
黄光临
机构
河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室
上海良信
电器
股份
有限公司
苏州电器科学研究院有限公司
温州聚星科技股份
有限公司
出处
《功能材料》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第7期7124-7131,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51777057)。
文摘
电触头材料AgSnO_(2)的第二相SnO_(2)是一种硬度高较脆,难以加工的宽禁带半导体材料。基于密度泛函理论的第一性原理和平面波超软赝势法,应用Materials studio软件下CASTEP模块建立Cr、La单掺、共掺SnO_(2)晶胞模型,掺杂比例为16.67%,几何优化后分别计算焓变值、电荷布局、能带结构、态密度、弹性模量,分析研究掺杂后SnO_(2)电学性能和力学性能的变化。结果表明,各SnO_(2)体系在热力学和动力学上都是稳定的,掺杂后Sn-O键布局数减小,Sn、O间电荷重叠减弱,O原子向杂质原子Cr移动,Cr-O成键能力强,共价性高,电子转移剧烈。掺杂后带隙值减小,导电性提高,其中Cr-La共掺SnO_(2)体系由于Cr 3d和La 5d轨道的杂化作用,在费米能级处形成杂质能级,电子跃迁所需能量大幅减小,导电性最好。力学性能方面,各SnO_(2)体系的剪切模量和杨氏模量变化趋势是相似的。单掺Cr可提高SnO_(2)抵抗剪切形变和弹性形变能力,硬度、刚度增强,韧性、延展性较差.单掺La和共掺Cr-La可提高SnO_(2)韧性,减小硬度,改善加工性能。
关键词
SnO_(2)
电触头材料
第一性原理
导电性
加工性能
Keywords
SnO_(2)
electrical contact material
first principles
conductivity
processability
分类号
TM501 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
Ni、Mo共掺杂对SnO2材料性能影响的仿真研究
常永强
王景芹
朱艳彩
张广智
胡德霖
《人工晶体学报》
EI
CAS
北大核心
2021
3
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职称材料
2
Ce-C共掺杂SnO_(2)导电性能和力学性质的第一性原理研究
阳建宇
王景芹
朱艳彩
张广智
胡德霖
黄光临
《有色金属工程》
CAS
北大核心
2021
3
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职称材料
3
Cr、La共掺杂SnO_(2)电子结构和力学性能的第一性原理研究
许婧婷
王景芹
张广智
胡德霖
黄光临
《功能材料》
CAS
CSCD
北大核心
2021
2
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职称材料
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