材料科学

本文系统总结了如何利用理论计算，特别是密度泛函理论（DFT）结合布尔兹曼输运理论，评估和预测材料的导电性能。 传统的实验方法如四探针、电阻率测量和霍尔效应可准确获取宏观导电参数，但…

d带中心理论是固体物理和表面催化领域的重要理论，由Nørskov等人提出，其核心是通过分析过渡金属催化剂中d轨道电子的能量分布（即d带中心位置）来揭示催化剂表面吸附行为与催化活性的…

高熵合金稳定存在的原因主要源于其独特的成分与结构特性：由五种或以上金属元素等原子比或近等原子比混合，形成复杂固溶体结构。 通过高熵效应（多种元素混合导致组态熵显著增加，降低体系自由…

在化学研究领域，化学晶体结构的在线数据库堪称科学家的重要 “智囊”，它为研究者搭建了功能强大的资源平台，可实现化合物晶体结构的检索、分析与深度解读。 这些平台往往蕴藏海量晶体结构数…

d带中心与p带中心是材料电子结构中的核心参数，分别主导过渡金属与非金属/半导体材料的催化行为。 d带中心通过调控吸附能直接影响电催化反应动力学（如HER、ORR），而p带中心则通过…

MXene材料通过表面工程（如缺陷调控、单原子掺杂）优化过硫酸盐（PMS）分解路径：单电子转移路径生成自由基（SO₄•⁻、•OH），非自由基路径主导单线态氧（¹O₂），多电子转移路…

说明：原位CT是材料研究领域的关键技术，具有无损检测、高分辨率、模拟多元工况和提供真实数据等显著优势。本文介绍了原位CT的定义、工作原理、优势，同步时集合其在电池研究等领域的应用案…

二氧化钛（TiO₂）作为一种关键的半导体材料，以其多样的晶相展现出独特的物理化学性质，在众多领域具有广泛应用前景。 本文从理论计算视角出发，深入剖析 TiO₂主要晶相（金红石相、锐…

Materials Studio（MS）是一款由美国 Accelrys 公司（现为 BIOVIA）开发的材料计算软件，专为材料科学领域的研究者设计，以下是其详细介绍： 软件介绍 一…

MXene是一类由MAX相蚀刻得到的二维材料，其表面终端基团（如-F、-O、-OH、-S等）显著影响其结构和性能。 理论计算表明，卤素终端（-F、-Cl等）赋予MXene高导电性和…

在材料科学中，X射线衍射（XRD）技术是研究晶体材料结构的重要手段之一。其核心理论基础之一是布拉格定律，这一定律不仅揭示了X射线与晶体材料相互作用的基本规律，还为精确测定晶体结构提…

COHP（晶体轨道哈密顿布居）基于DFT量化原子间轨道相互作用的能量贡献，负值表成键，正值表反键，ICOHP积分值衡量键强度。 LOBSTER程序通过投影平面波数据实现COHP分析…

液固界面作为材料科学、凝聚态物理及化学工程中的关键研究对象，其微观结构、能量特性和动态演化在相变、晶体生长、腐蚀防护和催化等多个重要过程中的作用至关重要。 近年来，随着理论模拟技术…

氧空位是金属氧化物中的晶体缺陷，由氧原子脱离晶体结构形成，能显著改变材料的电子和化学性质。本文以氧化铈（CeO2）材料为例介绍如何调控。 氧化铈（CeO₂）基础：氧化铈（CeO₂）…

随着全球能源危机和环境污染问题的日益严峻，半导体光催化技术作为一种绿色、可持续的技术，受到了广泛关注。 半导体光催化剂能够利用太阳能将水分解为氢气、还原二氧化碳为燃料以及降解有机污…

吸附等温线是指在恒定温度下，吸附剂吸附吸附质的量随吸附质平衡浓度变化的关系曲线。它是研究多孔材料（如活性炭、分子筛、金属有机框架等）吸附性能的重要工具，广泛应用于材料科学、化学工程…

MOFs是由无机金属节点与有机配体通过配位键自组装形成的多孔晶体材料，具有超高比表面积（可达10,000 m²/g）和高度可调的孔径与功能，被誉为“分子乐高”。 其分类涵盖配体类型…

本文从理论计算角度分析了光催化剂的关键性能，涵盖电子结构、光学特性、载流子输运、表面反应及稳定性等方面。 通过密度泛函理论（DFT）解析能带结构、缺陷效应及掺杂调控，探讨光吸收性能…

锂离子电池因其循环寿命久、能量密度高、开路电压高、低自放电特性、近零记忆效应、安全且工艺成本低等优点。在众多电化学储能当中最为便捷，它的出现极大地解决了能源供应不匹配的问题。进而锂…

说明：纳米限域空间是指在纳米尺度下对物质和反应进行空间限制的环境。提供纳米容纳空间或宏观可塑框架的材料称为纳米基材或纳米反应器，是纳米限域效应产生的先决条件。本文将从限域效应、常见…