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高压下MoO_3的电输运性质研究

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毕业论文范文题目: 高压下MoO_3的电输运性质研究,论文范文关键词: 高压下MoO_3的电输运性质研究
高压下MoO_3的电输运性质研究毕业论文范文介绍开始:
   高压下MoO_3的电输运性质研究,硕士学位论文,共65页。
  中文摘要
  三氧化钼(MoO3)是由过渡金属元素 Mo 和第Ⅵ主族元素 O 结合而成的一种过渡金属氧化物。它特殊的层状结构在过渡金属氧化物中比较少见,使得其它离子或小分子很容易嵌入其中,这种特殊的物理性质决定了 MoO3
  会成为锂电材料、传感器等领域的新型功能材料;与此同时,MoO3的电致变色、光催化降解等性质,在合成快离子导体和电池电极等方面具有独特的用途。这些都极大的拓宽了半导体材料 MoO3的应用范围,并逐步成为国内外研究的热点。
  近年来,大部分对 MoO3的报道都集中在高压结构相变、掺杂与纳米材料研究等方面,对体材料 MoO3
  的电输运性质特别是高压下电学性质的研究很少。而MoO3的电学性质,又是影响 MoO3应用价值的关键因素。基于此背景,我们利用 DAC 技术平台对体材料 MoO3在高压下的电输运性质进行了系统的研究。
  主要研究结果如下:
  一、通过对高压下 MoO3交流阻抗谱随压力的变化规律的研究发现:体材料MoO3中没有发现晶界的传导过程,而晶粒电阻随着压力的增加呈现出降低的趋势。在 10.6 GPa 时体电阻发生突变,弛豫频率向高频方向移动了 2 个数量级,弛豫强度急剧减小,我们认为这一系列电学参量的不连续变化对应着 MoO3从正交相(-MoO
  3)到单斜相(MoO3-II)的转变。虽然在 13 GPa 以后 MoO3的电阻小于阻抗测量量程,但此时样品的电阻恰好进入直流电阻率的测量范围,MoO3在 13 GPa 后的原位电学测量数据通过直流电阻率的测量得到了很好的补充。
  二、通过对高压下 MoO3电阻率随压力的变化规律的研究发现:加压过程中,在 10.9-12.8 GPa 的压力区间内,电阻率发生突降现象后又缓慢下降,我们认为这个不连续变化对应着 MoO3从正交相(-MoO3)到单斜相(MoO3-II)的结构相变从开始到结束的整个过程。同样,在 20.8 GPa 处电阻率的急剧下降,与MoO3发生第二次结构相变时(MoO3-II→MoO3-III)引起的晶格结构重组有关。
  在卸压过程中,同样探测到了电阻率的两次不连续变化,发生不连续变化的压力点与加压过程保持一致,这说明 MoO3的高压结构相变是一个可逆相变,这与前人的报道吻合。
  三、MoO3的第一性原理计算:能带结构的计算结果显示:三种不同结构下的 MoO3(-MoO3、MoO3-II、MoO3-III)均为间接带隙半导体,在压力作用下,导带和价带相互靠近,带隙逐渐变小。MoO3的三个相中带隙随压力的下降速度(dEg/dP)分别为-0.012 eV/GPa、-0.017 eV/GPa、-0.007 eV/GPa。电子态密度的计算结果显示:能量最低的价带被 O-2s 态所占据。导带和上价带则主要是由Mo-4d 态与 O-2p 态共同作用的结果。
  关键词: MoO3,第一性原理, 电阻率,高压,阻抗谱
  
  第一章 绪论
   高压科学是一门以实验为基础的学科,研究对象多为凝聚态物质,涉及到物理学、材料科学、医学、地学等诸多领域。高压科学研究的是极端条件下物质的状态和特征,各种物理量的检测都需要专门的技术和方法。高压物理学作为一门独立的学科具有相当重要的研究意义,在高压下可以观察到众多新奇的物理现象、呈现出物质的新结构和新性质。这对凝聚态理论的丰富发展具有特殊的优势,是发现和截获新材料的重要源泉。
  1.1 高压物理学简介
  高压物理学研究的是在高压条件下物质的物理状态和性质的变化规律,作为一门独立的学科具有重要的研究价值。在高压下凝聚态物质会呈现出众多不同于常压的新现象、新结构和新性质。据报道,在百万大气压下平均每种物质会出现5 个新相,也就是说高压可以为我们带来远远超出现有材料的更多新物质,这对凝聚态理论的丰富和发展具有特殊的优势。
  ......
 


以上为本篇毕业论文范文 高压下MoO_3的电输运性质研究的介绍部分。

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