自由基S-腺苷甲硫氨酸酶中超交换作用以及交换增强对Fe_4S_4介导的SAM活化的调控机制（英文）

[4Fe-4S]依赖的自由基S-腺苷甲硫氨酸(SAM)蛋白是氧化还原酶的超家族,它们通过5'-脱氧腺苷自由基中间体催化一系列具有挑战性的转化.尽管自由基S-腺苷甲硫氨酸酶的结构和功能已得到广泛研究,但这些酶中[4Fe-4S]簇的电子态对反应的依赖性仍不清楚.本文通过量子力学/分子力学组合计算阐明了丙酮酸-甲酸裂解酶激活酶中[4Fe-4S]簇的电子态对S-腺苷甲硫氨酸活化的调控机制.计算结果表明,自由基S-腺苷甲硫氨酸酶中S-腺苷甲硫氨酸的活化是由[4 Fe-4S]簇中超交换和交换增强作用共同决定.[4Fe-4S]簇中的超交换耦合有利于两个相邻对之间的反铁磁耦合,这使得[4Fe-4S]~(1+)簇的α电子而不是β电子参与S-腺苷甲硫氨酸的活化.同时在最有利于S-C5'还原裂解的电子态中,Fe4将贡献其α电子参与S-腺苷甲硫氨酸活化,以使Fe4原子获得最大交换相互作用.这种超交换和交换增强的反应性构成自由基S-腺苷甲硫氨酸酶中[4Fe-4S]簇反应性调控的一般规则.     

化合物SmCo5的电子结构、自旋和轨道磁矩及其交换作用分析

用自旋极化的MS-Xα方法研究了稀土-过渡族化合物SmCo5₅的电子态密度、自 旋能级劈裂及原子磁矩.研究结果显示，由于化合物中Sm-Co间的轨道杂化效应，使Sm原子原来的5d00空轨道上占据了少量5d电子.由于Co(3d)-Sm(5d)电子间的直接交换作用，导致了Sm-Co间的磁性交换耦合，这是化合物中形成Sm-Co铁磁性长程序的一个重要原因.在SmCo5_{5化合物中存在6个能级呈现负交换耦合，导致了SmCo55化 关键词： 电子结构 自旋极化 原子磁矩 交换耦合}     

[Au25(SR)18]-团簇的相干振动动力学研究

利用飞秒时间分辨光谱,可观测叠加在电子态动力学上的相干振动动力学. 从金团簇的相干振动中,不仅能提取电子与振动的耦合信息,也能得到力学性质和电子结构,进而有望实现微小质量探测等应用. 本文利用飞秒时间分辨的瞬态吸收探测了[Au₂₅(SR)₁₈]^-团簇的相干振动动力学,通过对相干振动的频率、相位、波长分布的详细分析进一步揭示了其来源. 在[Au₂₅(SR)₁₈]^-团簇的飞秒瞬态吸收动力学中可以观测到频率为40 cm^-1和80 cm^-1的两种振动,均来源于团簇中心Au₁₃核的振动. 通过对相干振动的相位分析发现频率为80 cm^-1的振动来自于对电子态之间吸收频率的调制,而频率为40 cm^-1的振动来源于对电子态之间吸收强度的调制. 同时,研究发现[Au₂₅(SR)₁₈]^-团簇相干振动的频率对其表面配体不敏感,该振动是来源于Au₁₃核的本征性质.     

氮化钽团簇阴离子Ta3N3-解离吸附N2中的15N/14N同位素交换研究

氮气分子的吸附和活化是固氮研究中的重要过程. 近年来过渡金属氮化物由于在合成氨催化研究中的优异表现而受到广泛关注. 但是,氮化物物种与氮气分子在高温下反应的微观机制仍然不清楚,而该过程对于认识反应中的温度效应以及缩小气相团簇体系和凝聚相体系间的差距具有重要意义. 本文使用质谱观测到氮化钽团簇阴离子Ta₃¹⁴N₃^-和¹⁵N₂在高温下(393∽593 K)发生¹⁵N/¹⁴N同位素交换而产生¹⁴N₂/¹⁵N¹⁴N. 结合理论计算,阐述了同位素交换反应的微观机理以及升高温度对于N₂在Ta₃N₃^-上解离吸附的促进作用. 而在对比实验体系Ta₃¹⁴N₄^-/¹⁵N₂中,观察到升高温度只能加速¹⁵N₂在吸附产物Ta₃¹⁴N₄¹⁵N₂^-上的脱附. 这是由于氮空位是氮化物物种活化氮气的必要条件,而Ta₃N₄^-中由于不存在氮空位因此不能活化和解离氮气. 该研究为合成氨中氮化物物种中氮空位的作用提供了重要信息并且为固氮研究中高效催化剂的设计提供了线索.     

钒氧卟啉正负离子的结构畸变与电子-振动耦合的DFT研究

用PBE1PBE方法研究了钒氧卟啉一价阴离子([VOP]^-)、一价阳离子([VOP]⁺)的单态和三重态结构. 结果表明[VOP]^-和[VOP]⁺的最稳定电子态均为三重态,其未配对电子一个占据钒的d_xy轨道,另一个占据卟啉环的π轨道,因此两者均为π-自由基. 中性分子(VOP)的双重态最稳定,其未配对电子占据钒的d_xy轨道. 双重态VOP具有较高的C_4v对称性,而三重态[VOP]^- 离子由于发生姜-泰勒效应对称性降低为C_2v. 计算了[VOP]^-姜-泰勒活性振动模式的电子-振动耦合常数,并用前线KS轨道的节面分布解释了姜-泰勒畸变沿特定简正模式发生的原因. 三重态[VOP]⁺ 阳离子的卟啉环发生键长交替变化,构型畸变起源于电子态近简并引起的赝姜-泰勒效应,导致其对称性从C_4v降低为C₄,其结构变化可以用重组的前线KS轨道的节面分布解释.     

磁性夹层交换耦合中传导电子的间接交换作用分析

应用量子干涉理论和第一性原理研究了Co/Cu/Co夹层结构在[100]和[110]取向上振荡交换耦合及对磁层厚度的依赖,对夹层交换耦合振荡的计算结果表明:当相应的周期不变时,磁性层(Co)厚度的变化将导致在不同的RKKY振荡特征中势的再分配,磁层厚度发生变化时,磁性层上电子结构也发生变化,当磁性层较厚时,交换耦合仅在某一渐近值附近有一小的振荡.耦合振荡的周期、振幅和相位的测量与实验相一致,也与Barnas和Bruno理论吻合.     

线形C5H自由基A2Δ电子态的自选轨道分裂和寿命展宽

重新研究了C₅H和C₅D自由基A²Δ-X2Π电子吸收谱带. 利用乙炔/氦混合气脉冲直流放电产生的碳氢等离子体制备气相C5H和C5D自由基,利用光腔衰荡光谱记录碳氢等离子体束的直接吸收光谱. 与之前工作相比,实验光谱的波长校准得到了改进. 通过对实验光谱的分析,首次实验确定了C₅H自由基A²Δ电子态的自旋-轨道分裂常数为-0.7(3) cm^-1. 这为标识A2￠电子态的提供了有力的实验证据. 通过对谱带寿命展宽的分析,A²Δ电子态的寿命估测为1.6±0.3 ps.     

LiFePO4中对位缺陷的第一性原理研究

基于考虑了Fe-3d电子间的库仑作用U和交换作用J的GGA+U方案,应用第一性原理计算方法系统研究了LiFePO₄的对位缺陷,以及对位缺陷的形成对材料的电导率和离子扩散速率的影响.结果表明,Li/Fe交换缺陷是最容易形成的,形成缺陷后的Fe—O键变长,扩宽了Li离子传输通道,有利于Li离子在通道中的扩散,对材料电化学性能的改善起到了一定的作用.     

纳米晶复合SrFe12O19γ-Fe2O3永磁铁氧体的制备和交换耦合作用

采用solgel方法制备M型六角锶铁氧体.利用X射线衍射,透射电子显微镜和VSM对纳米晶样品进行了研究.当焙烧温度小于或等于800℃,样品存在复相.在同样条件下,压成薄片的样品呈现了硬磁与软磁SrFe12O19γFe2O3的纳米复合相的磁性交换耦合作用.800℃焙烧的薄片样品的比饱和磁化强度σS为75.6A·m2kg,内禀矫顽力HcJ为478.9kAm,最大磁能积(BH)max为14.9kJm3,而粉末样品相应的分别为75.9A·m2kg,509.6kAm和12.1kJm3.当焙烧温度大于850℃时,只有 关键词： 六角锶铁氧体 纳米复合 交换耦合 磁性     

磁性夹层交换耦合中传导电子的间接交换作用分析

应用量子干涉理论和第一性原理研究了Co/Cu/Co夹层结构在[100]和[110]取向上振荡交换耦合及对磁层厚度的依赖,对夹层交换耦合振荡的计算结果表明：当相应的周期不变时,磁性层（Co）厚度的变化将导致在不同的RKKY振荡特征中势的再分配,磁层厚度发生变化时,磁性层上电子结构也发生变化,当磁性层较厚时,交换耦合仅在某一渐近值附近有一小的振荡。耦合振荡的周期、振幅和相位的测量与实验相一致,也与Barnas和Bruno 理论吻合。     

Li4SiO4-Li3VO4赝二元系和Li4GeO4-Li4SiO4-Li3VO4赝三元系中新的锂离子导体

本文在室温到300℃的温度范围内研究了Li₄SiO₄-Li₃VO₄和Li₄GeO₄-Li₄SiO₄-Li₃VO₄体系中的离子导电性,发现γ_II相固溶体Li_3+xV_1-xSi_xO₄是好的锂离子导体。所研究的成分中Li_3.3V_0.7Si_0.3O₄的离子电导率最高,室温下为1×10^-5Ω^-1·cm^-1,在42—192℃的电导激活能为0.36eV,电子电导率可以忽略,因而这是迄今所发现的最好的锂离子导体之一。粗略确定了Li₄GeO₄-Li₄SiO₄-Li₃VO₄三元系中电导率高的范围,发现在Li_3.5V_0.5Ge_0.5O₄中Si部分取代Ge可以使电导率进一步提高,Li_3.5V_0.5Ge_0.4Si_0.1O₄的室温电导率可达1.3×10^-5Ω^-1·cm^-1,电导激活能为0.40eV。 关键词：     

Li3VO4-Li4SiO4-Li4GeO4赝三元系相图的研究

本文用差热分析法和高温、室温X射线衍射法对Li₃VO₄,Li₄SiO₄的相变过程,Li₃VO₄-Li₄SiO₄,Li₃O₄-Li-4GeO₄赝二元系相图以及Li₃VO₄-Li₄SiO₄-Li₄GeO₄赝三元系相图室温截面进行了研究。发现在Li₃VO₄-Li₄SiO₄,Li₃VO₄-Li₄GeO₄赝二元系中,由于Li₄SiO₄或Li₄GeO₄的加入而使Li₃VO₄的高温γ_II相稳定存在于室温,从而得到一种新的具有高电导率的锂离子导体。作者认为探寻使高温态稳定存在于室温的方法是探索新的离子导体研究中有效途径之一。 关键词：     

Cation ordering and crystal structures in AGa2X4 compounds (CoGa2S4, CdGa2S4, CdGa2Se4, HgGa2Se4, HgGa2Te4)

Single crystals of some AGa₂X₄ compounds (CoGa₂S₄, CdGa₂S₄, CdGa₂Se₄, HgGa₂Se₄, HgGa₂Te₄) were prepared by chemical vapour deposition and flux method.The X-ray structural investigations indicated blende or defect chalcopyrite structures.A simple relationship is suggested between the c/a ratio and the cationic sublattice ordering.     

Photoelectron spectra of As4S3, P4S3, P4Se3 and As4O6

The He(I) UV photoelectron spectra of As₄S₃, P₄S₃, P₄Se₃ and As₄O₆ are reported in this paper. The spectra of As₄S₃ and the isostructural molecules P₄S₃ and P₄Se₃ comprise seven broad but clearly defined peaks, whilst the spectrum of As₄O₆ consists of six peaks and two shoulders. By comparing the spectra with one another and with the photoelectron spectra of other arsenic and phosphorus compounds, the character and symmetry species of the highest-energy occupied molecular orbitals of the molecules have been assigned.     

NH4H2PO4和ND4D2PO4晶体微结构的拉曼光谱研究

本文利用偏振拉曼光谱和第一性原理, 对磷酸二氢铵(NH₄H₂PO₄, ADP)和不同氘含量磷酸二氢铵DADP晶体的晶格振动模式进行了研究. 实验测得了不同几何配置、200–4000 cm^-1范围的偏振拉曼光谱, 分析在不同氘含量条件下921 cm^-1和3000 cm^-1附近拉曼峰的变化. 在ADP晶体中, 基于基本结构单元NH₄⁺ 和H₂PO₄^-基团的振动模, 用第一性原理进行了数值模拟, 进一步明确拉曼峰与晶体中原子振动的对应关系; 通过洛伦兹拟合不同氘含量DADP晶体的拉曼光谱中2000–2600 cm^-1处各峰的变化讨论了DADP 晶体的氘化过程, 结果表明氘化顺序是先NH₄⁺ 基团后H₂PO₄^-基团, 研究结果为今后此类材料的生长和性能优化奠定了基础.     

Li4GeO4-Zn2GeO4赝二元系相图的研究

本文用差热分析和X射线衍射的方法对Li₄GeO₄-Zn₂GeO₄赝二元系相图进行了研究。结果指出,文献中所报道的锂离子导体Li₁₄Zn(GeO₄)₄不是化合物,而是含Zn₂GeO₄的以Li₄GeO₄为基的固溶体,由于Zn₂GeO₄的加入,使Li₄GeO₄的高温相稳定存在于室温。根据研究结果,提出了关于Li₁₄Zn(GeO₄)₄多晶陶瓮样品在室温长期放置后,电导率明显降低的解释。     

Ion diffusion in the high-temperature phases Li2SO4, LiNaSO4, LiAgSO4 and Li4Zn(SO4)3

Diffusion in the four high-temperature sulphate phases Li₂SO₄, LiNaSO₄, LiAgSO₄ and Li₄Zn(SO₄)₃ was studied extensively some 20–30 years ago. We have now carried out a re-evaluation where we include information obtained from a number of studies of other properties. The data are adjusted slightly due to the use of another type of regression analysis. It is characteristic of the four phases that they are both plastic crystals and solid electrolytes (superionic conductors). The cause of the high conductivity is that the mobility of the cations is strongly enhanced by the rotational motion of the translationally static sulphate ions. This is observed not only for the abundant cations, but also for other cations present (mono- as well as polyvalent) and for monovalent anions. Furthermore, both bulk diffusion and transfer along high diffusivity paths are affected. In addition, one can distinguish between different contributions to the bulk diffusion. The ionic radius is a very important parameter, since it determines the solid solubility and the distribution of the ions between the sites that are available in the lattice. All this affects the relative importance of several competing diffusion mechanisms. This gives a qualitative explanation of an anomalous correlation which has been observed in FCC Li₂SO₄ for monovalent ions (cations as well as anions), namely that both the diffusion coefficients D, and the activation energies Q, decrease when the radius is increased. This holds for hard-core cations (Li, Na, K, Rb), polarizable cations (Ag, Tl) and anions (F, Cl, Br). On the other hand, the situation is normal for divalent cations for which an increase in D corresponds to a decrease in Q. This is the case for hard-core ions (Mg, Ca) as well as for polarizable ones (Zn, Cd, Pb). Migration of the large ions Cs⁺ and SO²⁻₄ appears to be specially sensitive to how the experiment is prepared. Diffusion in BCC LiNaSO₄ and LiAgSO₄ has been studied for the two main cations as well as for some dopant ions. A general conclusion is that studies of diffusion of several ions in the same structure can give information that cannot be obtained by other types of experiments.     

Li2SO4—Li2B2O4,Li2SO4—(NH4)2SO4赝二元系相图及离子导电性研究

本文用差热分析和X射线衍射方法对Li₂SO₄-Li₂B₂O₄和Li₂SO₄-[NH₄]₂SO₄两个赝二元系相图进行了研究。Li₂SO₄-Li₂B₂O₄是共晶体系,共晶温度为720℃ 关键词：