材料科学

本文介绍了晶体能带的基本概念，包括价带顶（VBM）、导带底（CBM）和带隙（Eg），并阐述了它们在区分导体、半导体和绝缘体中的关键作用。 此外，文章对比了五种理论计算能带的方法：P…

本文系统阐述了异质结内建电场的物理起源及其对器件性能的影响。通过能带对齐理论，分析了I型、II型、III型和Z/S型异质结的特点，并揭示了费米能级对齐与空间电荷区形成的内在联系。 …

本文系统介绍了电池正极材料的定义、分类及关键特性，重点分析了层状（如LiCoO₂、NMC）、尖晶石（如LiMn₂O₄）和橄榄石（如LiFePO₄）结构材料的优缺点。 从理论计算角度…

光催化和电催化都是将能量转化为化学能的过程，但机制不同。光催化利用光照激发半导体材料，产生电子–空穴对，进而驱动还原或氧化反应，如水分解制氢或污染物降解。 其效率受限于…

本文详细探讨了金属空位的形成机制，包括物理调控（如溶剂去除法、机械化学法）和化学调控（如配体交换法、缺陷工程法）。 同时，介绍了金属空位在气体分离（如CH₄/N₂分离、低碳烃分离）…

尖晶石结构与橄榄石结构在晶格类型、对称性与离子分布上存在本质区别。尖晶石结构（如MgAl₂O₄）属于立方晶系，空间群为Fd3̅m，整体呈现高度对称的三维网络，氧离子构成立方密堆积，…

UiO系列概述1.材料定义与起源UiO 系列金属有机骨架是一类以锆离子（Zr⁴⁺）为金属节点、线性二羧酸配体为连接体的晶态多孔材料，由挪威奥斯陆大学（University of O…

CeO₂的电子特性与异质结形成基础 1.晶体结构与能带特性 CeO₂为萤石结构（空间群Fm-3m），立方晶系，晶格参数约5.41 Å。 作为n型半导体，其带隙约3.2 eV。其中C…

N掺杂石墨烯的定义 N掺杂石墨烯是通过将氮原子引入石墨烯晶格中，替代部分碳原子或形成特定功能化结构，从而调控其电子、光学和化学性质的功能化材料。 理论计算（如密度泛函理论，DFT）…

  常见钙钛矿材料 钙钛矿材料通常为ABX₃型结构，其中： A位：有机阳离子（如甲胺MA⁺、甲脒FA⁺）或无机阳离子（如Cs⁺、Rb⁺）； B位：过渡金属（如Pb²⁺、Sn²⁺）；…

一、缺陷形成能的物理定义与核心公式 缺陷形成能（Defect Formation Energy）是材料科学中量化缺陷热力学稳定性的关键参数，其定义为在完整晶体中引入特定缺陷所需的能…

TiO2光催化的定义和基本原理 TiO₂光催化是一种利用光能激发半导体材料（如TiO₂）产生电子-空穴对，从而引发氧化还原反应的技术。其基本原理是：当TiO₂吸收波长小于或等于其禁…

掺杂的影响 XRD精修是材料科学中用于分析晶体结构的重要手段，通过拟合实验数据与理论计算的衍射图谱，可以获取材料的晶体结构信息。在分析掺杂时，XRD精修可以提供以下关键信息： 晶格…

说明：本次内容主要介绍通过XRD精修判断Mn掺杂对La2NiRu1-xMnxO6双钙钛矿材料的晶体结构和相组成产生的影响，为理解其光学和介电性能的调控机制提供结构基础。想学习更多相…

什么是XRD精修？XRD精修是一种通过优化模型参数来拟合实验衍射图谱，从而获取晶体结构信息的技术。其核心是Rietveld精修方法，该方法综合考虑衍射峰的位置、强度、形状以及背景等…

一、表面能的定义与物理意义 1.基本定义表面能（Surface Energy, γ）是描述晶体表面稳定性的重要物理量，其定义为将晶体沿特定晶面分裂并形成单位面积表面所需的能量。计算…

高熵合金的定义与核心理论 高熵合金（High-Entropy Alloys, HEAs）是一种由五种或更多主元素以接近等原子比例（5%-35%）组成的多组分合金体系，其核心特征是混…

前言本次介绍内容是角分辨光电子能谱（ARPES）技术，这是一种能够精确表征动量空间中能带结构的实验技术。文章主要包含ARPES技术及其在材料科学中的关键作用；ARPES的工作原理和…

一、晶格应变的定义与量化 晶格应变指材料在外力或化学作用下晶格常数发生形变的现象，通常以百分比形式量化。根据应变方向可分为单轴应变（沿特定晶向）和多轴应变。其计算公式为： (ε) …

异质结的定义和基本概念 异质结（Heterojunction）是由两种或多种不同半导体材料通过界面耦合形成的复合结构，其核心特征在于能带结构的差异性和界面电场的协同效应。这种结构通…