交叉学科
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钙钛矿有哪些分类?结构工程维度调控与光伏/光电器件设计材料体系解析
钙钛矿是一种具有特定晶体结构的材料,其化学通式为ABX₃,其中A位通常为有机或无机阳离子(如甲胺离子、铯离子),B位为过渡金属阳离子(如铅离子、锡离子),X位为卤素阴离子(如氯、溴…
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限域效应:定义、机制、计算方法及应用
说明:限域效应是系统因空间受限导致物理行为偏离体相的现象,分量子、几何、场限域三类,通过能带调控、尺寸临界效应等机制调控材料性质。 其计算依赖DFT、MD等多尺度方法,结合VA…
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界面磁性调控:自旋电子学器件设计的核心挑战与 DFT 指导路径
说明:界面磁性调控是自旋电子学器件设计的核心挑战,其实质是通过原子级界面工程(材料选择、层厚设计、对称性破缺和外场干预)操控磁交换耦合、磁各向异性及Dzyaloshinskii-M…
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如何区别自由能和吸附能?
自由能(Gibbs Free Energy)表示系统可以做的最大有用功。它由内能、温度和熵的关系决定。自由能的变化(ΔGΔG)在常温常压下用于预测化学反应是否能够自发进行。 吸…
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电子自旋如何调控OER/ORR反应?
自旋调控作为新兴的电催化设计策略,在氧析出反应(OER)和氧还原反应(ORR)中展现出突破性潜力。 本文华算科技基于近年理论计算与实验研究进展,系统阐述自旋态对催化活性位点电子…
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如何评估CO₂RR性能?法拉第效率、电位、周转频率、局部电流密度、稳定性测试、塔菲尔斜率、电化学活性表面积!
说明:本文华算科技介绍了电催化二氧化碳还原(CO2RR)的概念,详述其性能评估方法,包括法拉第效率等多个指标及测试条件,能让读者掌握该技术性能评估的核心内容与方法。 什么是二氧化碳…
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自由能与吸附能:热力学参量的多维度对比与分析
说明:在理论计算领域,自由能与吸附能作为核心热力学参量,分别从系统全局稳定性与界面相互作用的角度揭示了物质行为的物理本质。 自由能(包括吉布斯自由能G和亥姆霍兹自由能A)描述系统在…
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为什么要关注材料的费米能级?
说明:费米能级是描述电子能态占据概率的核心参数,绝对零度时为占据态与非占据态分界,有限温度下遵循费米–狄拉克分布,等同于电子化学势。其在半导体中决定载流子类型,金属…
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晶格畸变与晶格应变:概念辨析、表征技术及在光/电催化中的作用机制
说明:华算科技通过本文系统阐释了晶格畸变与晶格应变的核心概念、差异及其在光/电催化中的关键作用。您将清晰理解:畸变源于局域缺陷/掺杂导致的无序结构变化,而应变是宏观应力引发的晶格连…
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如何使用自由能来预测化学反应的自发性?
使用自由能来预测化学反应的自发性是化学热力学中的核心内容之一。自由能(Gibbs自由能)的概念由美国物理学家乔赛亚·威拉德·吉布斯(Josiah Willard Gibbs)在19…
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如何分析氢键?几何判据、能量计算、AIM/DFT/RDF方法及实验验证全攻略
氢键是分子间或分子内重要的非共价相互作用,对物质的物理化学性质、结构稳定性以及功能发挥具有深远影响。氢键的分析涉及多个层面,包括几何标准、能量计算、动态模拟、可视化展示以及实验验证…
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什么是吸附位点?固体表面活性位点定义、分类、作用机制及其在催化与吸附分离中的应用
吸附位点是指在固体表面或吸附剂中,分子或原子能够发生吸附作用的特定位置。这些位置通常具有较高的吉布斯自由能和较强的活性,因此更容易发生吸附或反应。 吸附位点的性质和分布对吸附过程的…
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如何评估电催化剂性能?过电势、塔菲尔斜率、双电层电容、电化学活性表面积、电荷传输阻抗、催化剂稳定性、TOF值!
说明:本文详细介绍了评估电催化剂在析氧反应(OER)中基础电化学性能的关键测试方法,包括过电势、塔菲尔斜率、双电层电容、电化学活性表面积、电荷传输阻抗、催化剂稳定性和TOF值的计算…
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催化中费米能级如何调控?电子结构工程与活性提升策略
催化中费米能级的调控是近年来材料科学与催化化学领域的重要研究方向之一。费米能级(Fermi Level, EF)作为描述材料电子结构的重要参数,其位置直接影响材料的导电性、电子传输…
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什么是费米能级?电子分布与材料导电性的核心概念解析
费米能级是凝聚态物理和半导体物理学中的一个核心概念,它在描述材料中电子分布、载流子浓度以及材料导电性方面具有重要意义。费米能级不仅在金属、半导体和绝缘体中表现出不同的行为,还在超导…
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钙钛矿半导体具备哪些性质? 结构可调性与光电性能协同机制及其器件应用
钙钛矿半导体是一类具有独特晶体结构和优异光电性能的材料,近年来在太阳能电池、发光二极管(LED)、光电探测器等领域展现出巨大的应用潜力。其性质不仅包括结构上的灵活性,还涉及电学、光…
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自由能与吸附能:催化反应中的能量对比
自由能是系统整体的能量度量,包含了内能和熵的贡献,主要用于判断反应的自发性。吸附能是分子与固体表面之间相互作用的能量变化,主要关注的是局部的吸附过程。自由能是系统“搞事情”的本…
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什么是电子效应?电荷转移效应、d带中心理论、EMSI、轨道势能理论!
说明:本文系统探讨了电子效应在材料性能调控中的关键作用,详细阐述了电荷转移、d 带中心、电子金属 – 载体相互作用及轨道势能四大理论。读者可通过学习这些理论,深入理解电…
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深入探讨塔菲尔曲线的解读方法及其注意事项
说明:本文深入探讨了塔菲尔曲线的解读方法及其注意事项,对于数据采集不规范、曲线拟合随意等,提出了数据采集和数据分析的具体操作规范。读者可以系统地学习如何正确解析塔菲尔曲线,避免常见…
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如何选择吸附位点?——从理论到实践的科学解析
选择吸附位点是材料科学、化学工程、环境科学等领域中一个关键且复杂的问题。吸附位点的选择不仅影响吸附效率,还决定了材料的性能、稳定性以及在实际应用中的可行性。因此,如何科学、系统地选…