锕系固体氧化物中杂质效应的电子结构计算研究
批准号:
21771167
项目类别:
面上项目
资助金额:
64.0 万元
负责人:
敖冰云
依托单位:
学科分类:
B0608.放射化学与辐射化学
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
张广丰、潘启发、高翔、江奕东、杨振飞
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
锕系氧化物因在化学腐蚀及核燃料领域的重要性而成为最受关注的固态锕系化合物。已有的研究集中在化学计量比锕系氧化物体系,而对于实际条件下无法避免的杂质效应问题的研究则较少报道。鉴于锕系材料的潜在危险性以及高质量样品稀缺等限制因素,直接针对锕系材料的微观结构表征和分析非常困难,先进的电子结构计算方法有利于理解锕系氧化物中杂质原子行为以及它们对材料性质的影响。本项目将以杂化密度泛函理论计算方法为主,以DFT+U和DMFT等强关联电子体系第一性原理计算方法为辅,研究锕系氧化物中杂质原子的结构和占位、电子态、能量学、成键特征、热力学和动力学等,获得杂质原子对锕系氧化物性质的影响程度以及杂质原子行为的规律性认识,深入探讨杂质原子在锕系氧化物实际使用条件下的作用机制,结合相关实验研究成果,合理评价和预测锕系氧化物中的杂质效应,为锕系材料的实际使用提供若干重要的理论指导原则。
英文摘要
Solid state actinide oxides have been considered as the most concerned solid state actinide-based compounds mainly due to their importance in the scientific research and practical application in the context of nuclear fuel and chemical corrosion. Available reports focus on the stoichiometric actinide oxides; however, the impurities effects that cannot be avoided in the actual conditions have been rarely reported. Owing to the potential dangerousness in handling the radioactive materials and the scarcity of high-quaility actinide samples, the direct microscopic-structure characterization and analysis on actinide-based materials are extremely difficult. A possible solution to the understanding of the behaviors of impurities and their effects on actinide-based materials is the use of advanced electronic structure calculation methods. In the present work, we will conduct the calculations on the geometric configuration and occupied site, electronic state, energetics, chemical bonding, thermodynamics and kinetics of impurities in actinide oxides by using hybrid density functional theory. Other methods such as DFT+U and dynamic mean-field theory (DMFT) are selected for comparison. According to the calculation results, the influences of impurities on actinide oxides and the trends of impurities behaviors in the oxides are expected to be obtained. Moreover, the roles of impurities in the actinide oxides in the actual conditions could be discussed in detail. By combining the theoretical results with the available experimental findings, the impurities effects in actinide oxides could be reasonably evaluated and predicted. Therefore, some valuable theoretical instructions could be provided for the practical applications of actinide-based materials.
准确理解锕系氧化物的缺陷性质对锕系材料的应用非常重要。众所周知,锕系材料毒性和放射性非常强,这使得其实验表征非常困难,实验数据缺乏。由此,发展锕系材料缺陷性质的第一性原理计算方法非常重要。本项目以杂化密度泛函理论计算方法为主,以DFT+U和DMFT等强关联电子体系第一性原理计算方法为辅,研究锕系氧化物中杂质原子的结构和占位、电子态、能量学、成键特征、热力学和动力学等,获得杂质原子对锕系氧化物性质的影响程度以及杂质原子行为的规律性认识,深入探讨杂质原子在锕系氧化物实际使用条件下的作用机制,结合相关实验研究成果,合理评价和预测锕系氧化物中的杂质效应,获得缺陷性质的基本规律、氧化态的确定方法以及锕系材料氧化态的基本规律,为锕系材料的实际使用提供若干重要的理论指导原则。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
First-Principles Insights into the Oxidation States and Electronic Structures of Ceria-Based Binary, Ternary, and Quaternary Oxides
对二元、三元和四元氧化物的氧化态和电子结构的第一性原理见解
DOI:10.1021/acs.jpcc.8b09852
发表时间:2018-12
期刊:Journal of Physical Chemistry C
影响因子:3.7
作者:Ao Bingyun;Qiu Ruizhi;Hu Shu Xian
通讯作者:Hu Shu Xian
Thermodynamical stability of plutonium monoxide with carbon substitution (Supplementary Cover Art)
碳取代的一氧化钚的热力学稳定性(补充封面艺术)
DOI:--
发表时间:2018
期刊:The Journal of Physical Chemistry C
影响因子:--
作者:Ruizhi Qiu;Xin Wang;Yongbin Zhang;Bingyun Ao;Kezhao Liu
通讯作者:Kezhao Liu
New Insights into the Crystal Structures of Plutonium Hydrides from First-Principles Calculations
从第一性原理计算对氢化钚晶体结构的新见解
DOI:10.1021/acs.jpcc.7b11464
发表时间:2018-05-10
期刊:JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C
影响因子:3.7
作者:Li, Shichang;Ao, Bingyun;Gao, Tao
通讯作者:Gao, Tao
Light impurity atoms as the probes for the electronic structures of actinide dioxides
轻杂质原子作为二锕系元素电子结构的探针
DOI:10.1016/j.commatsci.2017.10.003
发表时间:2018-02
期刊:Computational Materials Science
影响因子:3.3
作者:Bingyun Ao;Ruizhi Qiu;Guangfeng Zhang;Zhen Pu;Xiaolin Wang;Peng Shi
通讯作者:Peng Shi
Phase Diagram and Bonding States of Pu−H Binary Compounds at High Pressures
Pu·H 二元化合物在高压下的相图和键合状态
DOI:10.1021/acs.jpcc.9b11550
发表时间:2020
期刊:The Journal of Physical Chemistry C
影响因子:--
作者:Jinghong Zhao;Bingyun Ao;Shichang Li;Tao Gao;Xiaoqiu Ye
通讯作者:Xiaoqiu Ye
钚的固体化学
- 批准号:--
- 项目类别:国家杰出青年科学基金
- 资助金额:400万元
- 批准年份:2020
- 负责人:敖冰云
- 依托单位:
国内基金
海外基金















{{item.name}}会员


