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金属表面原子台阶边缘合金的形成机制及其应用的理论研究
结题报告
批准号:
11374273
项目类别:
面上项目
资助金额:
76.0 万元
负责人:
朱文光
依托单位:
学科分类:
A2011.表面界面与低维物理
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
崔萍、李全利、刘丽雪、王胜楠、秦维、朱健保
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中文摘要
金属材料普遍应用于日常生活的方方面面。其结构的稳定性直接决定着所组成的系统和器件的寿命,特别是对于精细的微电子器件来说极为重要。此外,在很多工业化学合成中,金属作为一类重要的催化剂也被广泛使用。此项研究拟在探索如何从原子尺度上通过对原子台阶处的结构修饰来增强金属表面的稳定性以及改善金属表面的化学催化活性。研究将围绕我们这里提出的"台阶合金"的新概念,以第一性原理计算为基础,系统地研究在金属表面上形成"台阶合金"的一般性规律及微观机理,并提出利用"台阶合金"这一新的途径来增强金属表面结构稳定性以及调控表面催化活性的设想。这将为解决微电子、能源和环境等领域的一些关键问题提供新的思路和途径。
英文摘要
Metals are used in almost every aspects of our daily life. Their structural stability critically determines the live time of the systems and devices that are built upon metals and is extremely important especially for microelectronic devices. In addition, metals have already been widely used as a class of crucial catalysts in many industrial chemical reactions. This proposal aims to investigate how to enhance the structural stability of metal surfaces and optimize their catalytic performance by controlling the atomic structures of surface steps, based on our proposed new concept of "step alloy". We will systematically study the general rules of step alloy formation and their microscopic mechanisms using first-principles calculations, and use this new concept to search for ways of enhancing the stability of metals surface structures and tuning catalytic activity. This research will provide new strategies and pay new ways to tackle some critical issues in the fields of microelectronics, energy and environment.
该项目的研究围绕低维材料体系和表面纳米结构体系,主要研究成果包括:理论预言了首类同时具有面内和面外极化的稳定单层室温二维铁电材料;理论设计了具有鲁棒的双极磁性半导体石墨烯纳米通道结构;理论发现过渡金属二硫族化合物锯齿型边缘具有普适的自钝化重构机制及可能的边缘磁性;发现具有高效的二氧化碳转化甲醇的光催化活性二维BiVO4片层;理论提出通过石墨烯覆盖下镍表面实现高效产氢的受限催化机制;理论研究单层MoS2、蓝磷、有序氮掺杂石墨烯在衬底表面实现可控生长及其微观机理等。在该项目的资助下发表了包括Nature Communications、Physical Review Letters、Journal of the American Chemical Society、Nano Letters等在内的SCI论文16篇。
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
A Kinetic Pathway toward High-Density Ordered N Doping of Epitaxial Graphene on Cu(111) Using C5NCl5 Precursors
使用 C5NCl5 前驱体在 Cu(111) 上进行高密度有序 N 外延石墨烯掺杂的动力学途径
DOI:10.1021/jacs.6b12506
发表时间:2017-05-31
期刊:JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
影响因子:15
作者:Cui, Ping;Choi, Jin-Ho;Zhang, Zhenyu
通讯作者:Zhang, Zhenyu
Highly Efficient and Exceptionally Durable CO2 Photoreduction to Methanol over Freestanding Defective Single-unit-cell Bismuth Vanadate Layers
在独立式缺陷​​单晶钒酸铋层上高效且极其耐用的二氧化碳光还原为甲醇
DOI:--
发表时间:2017
期刊:Journal of the American Chemical Society
影响因子:15
作者:Gao Shan;Gu Bingchuan;Jiao Xingchen;Sun Yongfu;Zu Xiaolong;Yang Fan;Zhu Wenguang;Wang Chengming;Feng Zimou;Ye Bangjiao;Xie Yi
通讯作者:Xie Yi
DOI:10.1103/physrevlett.118.046101
发表时间:2017
期刊:Physical Review Letters
影响因子:8.6
作者:Zeng Jiang;Cui Ping;Zhang Zhenyu
通讯作者:Zhang Zhenyu
Interface Engineering in Two-Dimensional Heterostructures: Towards an Advanced Catalyst for Ullmann Couplings
二维异质结构中的界面工程:迈向乌尔曼耦合的先进催化剂
DOI:10.1002/anie.201508571
发表时间:2016
期刊:Angewandte Chemie International Edition
影响因子:--
作者:Sun Xu;Deng Haitao;Zhu Wenguang;Yu Zhi;Wu Changzheng;Xie Yi;Sun Xu;Deng Haitao;Yu Zhi;Wu Changzheng;Xie Yi;Zhu Wenguang;Zhu Wenguang;Wu CZ;Wu CZ
通讯作者:Wu CZ
Competing Gap Opening Mechanisms of Monolayer Graphene and Graphene Nanoribbons on Strong Topological Insulators
强拓扑绝缘体上单层石墨烯和石墨烯纳米带的竞争间隙打开机制
DOI:10.1021/acs.nanolett.6b05354
发表时间:2017-07-01
期刊:NANO LETTERS
影响因子:10.8
作者:Lin, Zhuonan;Qin, Wei;Zhang, Zhenyu
通讯作者:Zhang, Zhenyu
新型二维铁电材料及其应用的理论设计
  • 批准号:
    11674299
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    朱文光
  • 依托单位:
国内基金
海外基金