Ⅱ~Ⅵ半导体神奇尺寸团簇的生长机制及应用潜力
李欢, 王生炎, 张龙, 曹越, 杨啸翰, 王子良, 朱文娟, 朱文磊, 周旸
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240088
神奇尺寸团簇(MSCs)由于其原子级精确的特殊结构,以及独特的电子和光学特性,近年来备受瞩目。它们在半导体纳米晶体的形成和生长过程中扮演着重要的角色。深入理解MSCs的精确化学组成、原子结构以及生长机制,对科研人员从分子层面到宏观层面探索其性质来说至关重要。本综述详细介绍了半导体MSCs的形成和生长机制,并探讨了调控这些团簇形态的有效策略。同时,也梳理了非计量比和计量比MSCs的研究现状。在此基础上,总结了目前用于表征MSCs的主要技术手段,并探讨了潜在的无损检测技术。最后,本文还概述了MSCs在各个领域的应用情况,并展望了未来的研究方向。
关键词: 团簇, 结构调控, 合成策略, 半导体
关于铬元素双原子基元中六重键作用的讨论
田林翰, 芦昌盛
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202401056
铬族元素的Cr2、Mo2、W2基团具有相对稳定性,科学家对此做了实验验证和理论计算,试图找出原因。本文梳理了相关研究脉络及最新进展,从“它们的成键方式如何?”以及“可以怎样被进一步稳定?”两个问题出发,对铬族元素中的双原子基团六重键作用进行了分析、归纳和讨论。作者认为,Cr2、Mo2、W2基团的不稳定性来源于两原子间密集电子的斥力;因此,各种稳定该基团的方法本质上都是从减小电子密度、解决电子斥力入手。
关键词: 金属多重键, 铬族元素, σ-空穴
基于机器学习势的二维Ⅲ氮化物性质预测
曹键, 刘畅, 王丹棱, 李海潮, 徐丽娜, 肖洪平, 詹绍琦, 何晓, 方国勇
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100224
二维Ⅲ族氮化物(h-BN、h-AlN、h-GaN与h-InN)因其类石墨烯结构、热稳定性及宽禁带特性,在电子与光电器件中具有重要潜力。传统的密度泛函理论(DFT)与经典分子动力学(MD)方法分别在计算精度与尺度有优势,但也限制了其在高精度的大尺度结构与性能研究中的应用。本文引入深度势能(DP)方法,构建了高精度机器学习势函数(MLP),系统研究了二维Ⅲ族氮化物的晶格动力学、热力学、力学与热输运特性。深度势能对能量与原子力的预测接近GGA/PBE的精度,并准确重现了声子色散及0–1200 K范围内的热力学函数(自由能、热容、熵)。通过MD方法进行单轴拉伸模拟,揭示各材料的力学行为差异。h-BN刚性强且易脆断,h-AlN与h-GaN具有良好的强度和延展性,h-InN整体机械性能较弱。基于修正的非平衡分子动力学(NEMD)方法计算了材料热导率,发现h-BN与h-AlN表现出显著的长度依赖性,源于声子平均自由程较长。h-GaN与h-InN由于声子散射增强,热导率整体偏低。本研究结果表明,DP方法兼具GGA/PBE精度与大尺度模拟能力方面优势,不仅提升了对二维Ⅲ族氮化物结构性能的理解,也为其在材料设计和器件的应用提供了计算框架与理论依据。
关键词: Ⅲ族氮化物, 机器学习势, 深度势能, 分子动力学, 热导率
Synthesis, structure, and electrocatalytic oxygen reduction reaction properties of metal antimony-based chalcogenide clusters
Xiaoxia WANG, Ya'nan GUO, Feng SU, Chun HAN, Long SUN
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230478
To explore the diversity of structure and optoelectronic applications of metal chalcogenide cluster materials, two Sb-based chalcogenide cluster compounds [Sb4S5(S3)]·C5H11N (1) and (C5H12N)2[In2Sb2S7] (2) have been synthesized through solvothermal method using asymmetric coordination geometry with Sb(Ⅲ) containing lone pair electrons and sulfur. The two compounds consist of combinations between {SbS3} or {InS4} coordination units in a vertex-sharing manner, respectively. The electrocatalytic oxygen reduction reaction (ORR) studies showed that the limit current density and half-wave potential of compound 2 were higher than those of compound 1, indicating better ORR performance. The Koutecky-Levich plot analysis showed that the ORR catalytic process of layered compound 2 constructed from mixed metals is mainly through a four-electron pathway.
关键词: metal sulfide, cluster chemistry, crystal structure, oxygen reduction reaction
体现综合育人功能的无机化学中“碳元素”教学内容的重构与实践
简亚军, 翟全国, 顾泉, 高胜利
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202403006
基于“结构-性质-应用-制备”一体化原则和“专业-能力-素质”有机融合的指导思想,通过完善教学内容、渗透学科前沿、还原化学史、融入课程思政、设置开放性思考题及引入线上教学等手段,对碳族元素教学内容进行了重构。重构后的课程体现了“高阶性、创新性和挑战度”,实现了《无机化学》课程的综合育人功能。
关键词: 碳族元素, 课程重构, 两性一度, 课程思政, 综合育人

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