密度泛函理论(DFT)研究双核Schiff碱M(Ⅱ)(M=Co,Ni,Cu,Zn)配合物二阶NLO性质

采用量子化学密度泛函理论(DFT)结合有限场(FF)的方法计算了Schiff碱单、双核配合物分子及其配体的一阶超极化率张量,分析了配位中心金属产生的二阶NLO响应。由于双核配合物分子中两金属离子的电子分布的多寡影响了配合物分子内的电荷转移过程,当金属离子上的电子分布有助于分子内电核转移时,将增强双核配合物分子的二阶NLO响应。反之,则不利于分子产生二阶NLO响应。计算结果表明,具有开壳层电子组态的配合物分子产生了良好的二阶NLO响应,这为开发同时具有磁性质和二阶NLO性质的多功能分子基材料提供了可能。     

溶剂对2-(N-甲基)氨基-5-硝基吡啶光学性质的影响

基于自洽反应场（SCRF）中的极化连续介质模型（PCM）,采用从头算HF/6-31G方法优化了标题分子2-（N-甲基）氨基-5-硝基吡啶在不同溶剂中的几何结构,采用含时密度泛函方法,在B3LYP理论水平下,利用6-31＋G（d,p）基组,计算了不同溶剂中该分子的紫外吸收光谱.系统研究了溶剂对2-（N-甲基）氨基-5-硝基吡啶分子的构型、紫外吸收光谱和非线性光学（NLO）性质的影响.结果表明：随着溶剂相对介电常数rε的增大,2-（N-甲基）氨基-5-硝基吡啶分子电偶极矩、线性极化率和第一超极化率都增大,并且在rε〉10后,溶剂对分子构型、分子NLO性质以及分子吸收峰的影响趋于平缓.此外,氢键对分子NLO性质的影响较大,但PCM模型不能较好的描述这种氢键作用.     

对苯乙烯二聚体衍生物的合成研究

为了研究聚苯乙烯系列中不同取代基对发光率的影响,从而发现最好的聚苯乙烯类目标分子。以1,4-二己氧基苯和取代的苯乙腈为原料,经过溴代、醛基化和缩合反应合成了九种共轭二聚体4a-4j,经过IR、^1HNMR、^13CNMR和MS确定了这些化合物的结构后,通过荧光光谱测定了它们的发光效率．研究表明：在苯乙腈的邻位引入取代基可以改变共轭电子层密度或产生空间位阻扭曲共轭平面。从而改变电发光性能．     

交替键长有机共轭系列前线分子轨道能量的计算

根据文献[1]提出的计算有机共轭同系列前线分子轨道能量的最小特征根方法,本文引进交替键长的修正参数,重新推导了有机共轭同系列前线分子轨道能级公式,计算十几个共轭同系列的 HOMO 能量。     

Al在Si（111）面上吸附的ASED—MO研究

本文使用分子簇模型和原子交迭和电子离域-分子轨道(ASED—MO)方法,计算Al吸附在Si(111)面上不同位置的键长和键能(吸附能)。按照总能量最小原则,对铝吸附在硅表面层的顶位、中心位、再构中心位、迭位、再构迭位和桥位的不同位置,分别计称出Al—Si的键长为2.38、2.55、2.71、2.68、2.61和2.49×10~(-10)m;各位置对应的吸附能分别为0.72、0.37、0.40、0.01、1.02和0.62eV。另一方面,根据Al_3Si_(26)H_(26)分子簇的计算结果,得出3个铝原子吸附在Si(111)面上的最佳位置为相邻的双折(桥位)位置,同时由能量计算表明铝的复盖率为3/7单原子层。     

推拉电子体系的二阶非线性光学性质

利用AM1半经验公式初始优化具有推拉电子结构的有机分子结构,确定了分子为非平面构型.用半经验方法ZINDO/S研究了分子的电子光谱性质.在结构优化的基础上,用二种基组以从头算的量子化学程序Gaussian98计算了分子的二阶非线性能与一阶超极化率值.发现不同的基组有不同的结果,但都在同一数量级上.计算结果表明,该分子具有良好的二阶非线性光学性能,在光学计算与通信中有重要的潜在应用.     

Mn-Azide-4,4'-Bipy的电子结构及磁学性质的密度泛函理论研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对以锰离子为磁性中心的化合物Mn-Azide-4,4'-Bipy的电子结构和磁性质进行了研究.通过计算,发现该化合物为稳定的铁磁性物质,这和实验结果是相吻合的.同时发现锰离子对化合物磁性的贡献较大,4,4'-Bipy桥配体上的氮原子和碳原子的贡献相对较小;每个分子的自旋磁矩为4.99μB.     

PDVT的电子结构、光谱及光学性质

有机共轭聚合物在电致发光材料上有较大的应用前景.采用密度泛函理论B3LYP方法在6-31 1++G(d,p)水平上计算了PDVT的分子结构和电子结构,并对红外光谱、净电荷布局等详细分析,结合前线轨道理论探讨了分子的稳定性和活性强弱.计算结果表明PDVT分子的环状结构共轭效应良好,其中C(26)的反应活性最高,最容易接受亲电试剂的进攻.前线轨道分析表明PDVT分子的内部环状结构对HOMO轨道做主要贡献,S原子对LUMO轨道做主要贡献,计算所得△Eg=0.489 eV表明它更倾向于接受电子并具有适合的能带宽度.PDVT分子具有较小的空穴重组能,空穴载流子速率大,可作为良好的空穴传输材料.     

一种新型的具有电子给体—受体结构的LB膜材料的合成及表征

本文设计并合成了一种新的含有巴比妥酸基团的具有电子给体－受体结构的有机分子，经元素分析、红外光谱、核磁共振确定了其结构，并测定了该化合物的表面压－面积等温曲线。     

乙二硫撑二硫苄基四硫富瓦烯的合成

本文以二硫化碳和金属钠为起始原料，设计合成了一种有机电子给体－乙二硫撑二硫苄基四硫富瓦烯。并对该化合物的结构经元素分析、红外光谱、核磁共普和质谱确证。     

以硼为中心支状低聚物电子结构和吸收性质的理论研究

对所设计的以硼为中心、以2,2’–二氮吡啶为官能团的三配位支状低聚物两分子进行优化,得到了两分子的几何构型和电子结构:两分子的HOMO轨道电子云分布较为分散,主要分布在有机取代基上,而LUMO轨道电子云主要集中在中心原子部位;从能量上看分子B的LUMO轨道被降低,能级差变小。在对这两分子的光吸收性质进行的理论研究中,发现增加共轭链长可使光吸收强度增大,且吸收波长变短,即与传统分子的光吸收性质不同。     

聚酰亚胺几何结构和电子结构的分子模拟

依据密度泛函(DFT)理论,利用PW 91方法,对聚酰亚胺二、三和四聚体进行模拟,研究其几何结构和电子结构.模拟结果表明,聚酰亚胺二、三和四聚体中间片断的键长、键角基本一致,采用低聚物中间片断结构,可以表征整个高分子聚合物结构,随着聚合度N的增加,总能量降低,能隙减小.     

新型氮杂2-β-萘基苯并(口恶)唑分子设计及其电子结构

为寻找可能的具有特殊性能的新型苯并(口恶)唑类分子材料,在取得对2-β-萘基苯并唑分子进行实验研究和理论分析结果一致的基础上,设计了一系列新型氮杂目标分子,用Hyperchem程序中的分子力学MM+方法对分子进行了优化,得到平面共轭几何构型. 用PPP-SCF-CI方法,对设计分子的电子结构进行了较为详细的探究. 结果表明,分子体系π电子总能量随氮杂原子引入数量呈线性下降. 在苯并唑环与萘环引入单氮杂原子后,FMO能级差显示相反效应. 多氮杂原子引入不同位置后,FMO能级差极值点两极分化,至5氮杂化达到极限. 结合其它电子结构信息,最终筛选出一些特性材料分子.     

新型氮杂2-β-萘基苯并噁唑分子设计及其电子结构

为寻找可能的具有特殊性能的新型苯并(口恶)唑类分子材料,在取得对2-β-萘基苯并唑分子进行实验研究和理论分析结果一致的基础上,设计了一系列新型氮杂目标分子,用Hyperchem程序中的分子力学MM+方法对分子进行了优化,得到平面共轭几何构型. 用PPP-SCF-CI方法,对设计分子的电子结构进行了较为详细的探究. 结果表明,分子体系π电子总能量随氮杂原子引入数量呈线性下降. 在苯并唑环与萘环引入单氮杂原子后,FMO能级差显示相反效应. 多氮杂原子引入不同位置后,FMO能级差极值点两极分化,至5氮杂化达到极限. 结合其它电子结构信息,最终筛选出一些特性材料分子.     

双酚A与双酚B的理论研究

利用量子化学密度泛函理论,采用B3LYP方法在6-311++G(d,p)水平上计算了双酚A的分子结构和电子结构。通过对双酚A的几何构型、键级、光谱、净电荷布局等进行分析,结合前线轨道理论探究了分子的稳定性和反应活性,同理推导了双酚B的相关性质。利用不同的计算方法探究2种分子的热力学性质,同时给出不同温度的热力学性质参数,为进一步的实验研究做有益的理论补充。     

Theoretical prediction of half-metallicity of the encapsulated zigzag single walled carbon nanotube by NO,O2 and NO2 molecules

Finding half-metallic behavior in one-dimensional structure is a challenge for technological applications at the nanometer scale.In the present work,the investigation was performed on the structural,electronic,and magnetic properties of encapsulated zigzag carbon nanotube (CNT) with various sizes by the NO,NO2,and O2 molecules using spin-polarized density functional theory (DFT).It was found that the encapsulations of the three molecules inside the CNT are energetically favorable.The calculated adsorption energies are strongly dependent on the tube diameter and the orientation between the encapsulated molecules and tube axis,while the structures of both CNTs and encapsulated molecules are nearly unchanged.Interestingly,the encapsulated CNTs by the three molecules exhibit half-metallicty in terms of the opposite local gating effect of the spin states.     

Electronic structures and properties of V, Nb and Ta metals

0　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｏｄｅｓｉｇｎａｌｌｏｙｓｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｌｌｙ ,ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｓｃｉｅｎｃｅｆｒａｍｅｏｆｍｅｔａｌｓａｎｄａｌｌｏｙｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｓｃｉｅｎｃｅｏｆｐｕｒｅｍｅｔａｌｓ (ｏｎｅ ａｔｏｍ (ＯＡ)ｔｈｅｏｒｙ) [1,2 ]ａｎｄｔｈｅｓｙｓ ｔｅｍａｔｉｃｓｃｉｅｎｃｅｏｆａｌｌｏｙｓ (ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｃｒｙｓｔａｌ(ＣＣ)ｔｈｅ ｏｒｙ) [3～ 6 ]ａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ,ｗｈｉｃｈｃａｎｇｉｖｅｄｉａｇｒａｍｓｏｆ…     

钙钛矿型氧化物电子能带结构计算方法比较

论述了钙钛矿型氧化物电子能带结构的几种常用计算方法:即赝势方法、线性缀加平面波方法(LAPW)、全电势LAPW方法(FLAPW)和线性化Muffin-tin轨道方法(LMTO)等,并采用赝势方法计算了BaTiO3材料的电子能带结构和光学性质,且将计算所得结果与FLAPW方法、TB-LMTO方法及其它方法的计算结果进行比较,发现这些能带计算方法有着各自的优缺点,但总体来说赝势方法和FLAPW方法是目前基于密度泛函理论(DFT)中计算能带结构较为准确的第一性原理计算方法.     

B18N18、B30N30与B90N90富勒烯分子的电子传输特性

采用扩展的Hückel方法与格林函数方法,研究了Au电极作用下,B18N18、B30N30与B90N90富勒烯分子的电子结构与电子输运特性,并将B30N30富勒烯与C60富勒烯的电子结构与导电性进行了对比。结果表明,B18N18、B30N30与B90N90富勒烯分子与Au电极“接触”后为一种弱结合,其HOMO、LUMO间的能隙减小;3种BN富勒烯的电子输运性能依次为B90N90>B18N18>B30N30;C60富勒烯的导电性明显优于B30N30的导电性。     

Electronic structures and properties of Ti, Zr and Hf metals

Ａｔｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄａｍｂｉｅｎｔｐｒｅｓｓｕｒｅ ,ｔｈｅｓｔａｂｌｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｔａｔｅｏｆｔｈｅｅａｒｌｙｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｍｅｔａｌｓＴｉ,ＺｒａｎｄＨｆｉｓａｈｅｘａｇｏｎａｌｃｌｏｓｅ ｐａｃｋｅｄ(ｈｃｐ)ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ (αｐｈａｓｅ) .Ａｔｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ,ａｌｌｔｈｅｓｅｔｈｒｅｅｍｅｔａｌｓｕｎｄｅｒｇｏａｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａ ｔｉｏｎｉｎｔｏａｂｏｄｙ ｃｅｎｔｅｒｅｄｃｕｂｉｃ (ｂｃｃ)ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ (βｐｈａｓｅ) …