《納米固體表面與界面的鍵弛豫理論》是依託湖南師範大學，由歐陽鋼擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：納米固體表面與界面的鍵弛豫理論
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：歐陽鋼
- 依託單位：湖南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近年來隨著納米材料表面與界面研究的深入，湧現出許多新奇的物理現象，並且展現出一些重要的潛在套用。但是，由於這些新現象無法在現有的理論框架內得到很好的理解，使得人們很難在理論上預測這些新奇物性套用於器件的優越性，這就迫切地需要人們發展新的納米材料表面與界面理論解決上述科學問題。本項目擬在我們所發展的納米材料體系表面與界面能的熱力學理論基礎上，研究納米固體在外場（應力、溫度及電場等）作用下原子間鍵的弛豫和振動機理，發展一種能夠處理納米固體表面與界面性質的普適性的、原子層次的理論工具-鍵馳豫理論。我們通過計算其本徵及不同外場條件作用下的電子芯能級、表面能態、帶隙能量和聲子振動模式等性質，揭示體系的力學、熱力學和光電子學等物性中出現的新現象和新規律的物理機制，同時，採用第一性原理計算作為計算機模擬實驗來驗證所發展的鍵弛豫理論。
結題摘要
納米固體的表面界面以及相關物性調控是當前凝聚態物理和材料物理領域中的一個前沿研究課題。這是由於納米固體體系具有獨特的結構特徵（含有大量的表、內界面），能為深入研究表/界面結構與性能提供良好的條件。通常納米固體是處在熱力學常態下的一類亞穩相材料，由於它們表現出相應的穩態材料所不具備的優異性能而倍受人們關注。處於亞穩態的納米固體體系，其表/界面層原子的配位不足及無序將誘導體系原子鍵間馳豫，使體系處於自平衡狀態，相應的理化性能與巨觀體材料相比具有明顯的差異，且表現出許多不同於巨觀體材料的奇異物理、化學特性和潛在套用。但是，納米固體的表界面原子鍵參數和相關性質的解析關係一直不清楚。基如此，本項目的主要研究結果如下：(1) 在前期研究的基礎上，建立了原子層次的納米固體表面與界面的鍵弛豫理論模型； (2) 與基於密度泛函理論的第一性原理計算相結合，探索了在應力和溫度場作用下的納米固體表、界面及相關力、熱和光電子學等相關物理性能可控調製的物理機制；(3) 建立了在應力和溫度場作用下的巨觀可觀測性能和微觀原子鍵參數之間的解析表達。所得結果在增進人們對納米固體表面與界面更深刻理解的同時，為納米固體的器件套用和設計提供理論基礎。 該項目的科學意義主要在於發展了新的理論工具，用於預測和控制納米材料體系的性能以及在樣品尺寸、外界溫度和應力等外場變化時的行為。澄清了一系列邊緣效應對納米固體相關物性的影響和可控調製的理論機制，以及外場作用的物理本質等。
