《硼/碳/矽基複合材料的量子調控與儲氫機理探索》是依託河北師範大學，由劉英擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：硼/碳/矽基複合材料的量子調控與儲氫機理探索
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉英
- 依託單位：河北師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於s-p雜化的硼/碳/矽基低維複合納米材料的研究取得了長足的進展，許多新奇的結構被提議，研究結果展示出它們在磁存儲、量子雷射、單電子器件、超導、儲氫等領域潛在的套用。本項目探索金屬摻雜對硼/碳/矽基低維複合納米材料的穩定性、電子結構和儲氫特性調控和影響，力圖尋找新的功能材料。項目主要完成以下內容：（1）研究硼低維結構穩定性的物理根源，在電子結構層次上挖掘硼結構多形性的本質；探索新型硼納米結構；研究金屬綴飾對它們的電子結構和儲氫特性的調控和影響；（2）研究內嵌過渡金屬和稀土元素原子對矽富勒烯和納米管的結構穩定性和輸運特性的影響，探索可能的自旋極化輸運材料；（3）探索硼元素對石墨烯電子結構邊緣態的控制影響；（4）基於多孔材料和開爾文問題的研究進展，探索碳/矽插合物新的物相；通過金屬摻雜，設計該類高表面活性、高比表面積的插合物，尋找新型稀磁半導體、半金屬和高效儲氫材料。
結題摘要
基於s-p 雜化的硼/碳/矽基低維複合納米材料的研究取得了長足的進展，許多新奇的結構被提議，研究結果展示出它們在磁存儲、量子雷射、單電子器件、超導、儲氫等領域潛在的套用。本項目採用基於密度泛函理論的第一性原理計算，從理論上提議了三個新型的硼結構（基於硼雙環結構構建的硼二維結構、硼化鋰的二維平面結構以及Li20B60），研究了結構穩定性及其儲氫性能；研究了金屬原子修飾矽二維結構（矽稀和矽烷）的穩定性及儲氫特性；對內嵌稀土原子的矽富勒烯的結構穩定性和電子結構進行了分析，構建了一類內嵌稀土原子的磁性納米管；基於多孔材料的結構和Kelvin問題的解，構建得到了一系列穩定的碳、矽多孔結構；提議了一系列形如排球的高對稱性的籠狀結構-排球烯結構，分析其穩定性的來源及其物理性質； 基於粒子群最佳化算法和密度泛函理論，提議了碳/矽金屬低維穩定結構，分析其成鍵特徵及其電子性質。期望能夠豐富s-p 雜化的硼/碳/矽基低維複合納米材料，提供可能的新的能源材料。
