γ—TiAI中掺杂原子取代位置的量子化学研究

用（EHT）紧束缚能带计算方法计算了γ-TiAl及其掺杂合金的原子间成键强度，并依据键强度建立了判断掺杂原子取代位置的模型。掺杂原子的位置应根据取代前后的键强度相近的取代方式进行确定，模型预测的结果与场理论方法的结果是一致的，也与实验结果基本相符。据此能够定性判断掺杂原子的取代位置。     

影响TiAl合金塑性的电子结构因素

应用ＥＨＴ紧束缚能带计算方法, 系统研究了Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｍ 为模型的γ－ＴｉＡｌ掺杂合金的电子结构。发现能有效地改善合金塑性的元素Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ 主要在两方面改变了γ－ＴｉＡｌ合金的电子结构,即改善Ｔｉ周围成键强度的各向均衡性和改变Ｔｉ、Ａｌ参与成键的电子分布,使成键电子云的球形化成分增大。研究结果表明Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ 等取代Ａｌ时成键的均衡性及电子云球形化均增大,从而有利于材料变形改善塑性,而加入Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ虽然改善电子云的球形化但却不利于成键强度的均衡性,因而对合金的塑性无明显改善。     

γ-TiAl中掺杂原子取代位置的量子化学研究

用(EHT)紧束缚能带计算方法计算了g -TiAl及其掺杂合金的原子间成键强度,并依据键强度建立了判断掺杂原子取代位置的模型。掺杂原子的位置应根据取代前后的键强度相近的取代方式进行确定。模型预测的结果与场理论方法的结果是一致的,也与实验结果基本相符,据此能够定性判断掺杂原子的取代位置。     

掺杂聚苯胺能带结构和导电机理的研究

用EHMO-CO方法对质子掺杂聚苯胺进行了模型化理论计算,得到与吸收光谱实验数据一致的能带结构,研究表明,掺杂苯胺中的载流子是极化子,能满意地解释掺杂聚苯胺的导电机制。     

V掺杂锐钛矿相TiO_2的光吸收特性

使用V2O5和乙醇作为V掺杂TiO2的滴加液,运用溶胶-凝胶方法制备了不同浓度的V掺杂锐钛矿相TiO2的薄膜样品.对这些样品进行了紫外-可见透射光谱实验,发现V掺杂锐钛矿相TiO2的光谱响应范围向可见光区域移动,掺杂浓度为1.0%(摩尔分数)时红移效果最明显.此外,运用第一性原理,对V掺杂锐钛矿相TiO2的电子结构进行了研究,并运用能带结构理论对实验现象进行了解释.研究中发现:在V掺杂锐钛矿相TiO2后,随着V浓度的增加,TiO2的禁带宽度逐渐减小,光谱响应范围扩大,能提高它的可见光响应;但是由于掺杂后价带与导带比较接近,容易形成新的空穴-电子复合中心,以及导带区域V3d轨道上电子与Ti3d轨道上的电子强关联作用也会降低电子的还原性,所以V浓度的增加会使TiO2的光催化性能降低.理论上计算出在V掺杂浓度为6.25%(摩尔分数)时,TiO2的光吸收边红移最大,与实验得到的变化趋势相吻合.     

NbX(X=C,N,O)的能带结构研究

本文采用EHT近似下的紧束缚能带方法,计算了NbX(X=C,N,O)的能带结构。结果表明,它们的能带结构相近,Nb—X间存在较强的成键作用,传导电子主要具有Nb的4d特征,Nb—Nb键与超导电性相关,从C到N,Nb—Nb键共价性削弱,Tc提高。尽管计算所得NbO中Nb—Nb键强度介于NbC和NbN之间,但其实际Tc却比NbC和NbN的都低,这是NbO的空位效应所致,这一结果可从我们对有序缺陷的Nb_(0.75)O_(0.75)晶体能带结构的计算得到验证。     

非金属元素掺杂纳米二氧化钛

二氧化钛在光电转化、光催化等众多领域具有重要的应用价值,但较宽的禁带宽度和较低的电子传递效率导致其光利用率较低。离子掺杂和纳米化是改变其能带结构、提高电子传输能力的有效策略,根据掺杂离子的性质,可分为金属离子掺杂和非金属元素掺杂。与传统二氧化钛相比,纳米二氧化钛具有特殊的表面效应和粒度效应,其化学活性、耐热性等都强于传统二氧化钛。本文主要对非金属元素掺杂纳米二氧化钛的研究进行评述,包括IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA族元素的单一元素掺杂以及和金属或非金属元素共掺杂,重点介绍了纳米二氧化钛的非金属掺杂与其能带结构、可见光响应和光催化性能之间的关系及其应用情况,并对其未来的发展趋势进行了展望。     

可见光响应光解水制氢的半导体光催化剂

研究开发可见光响应的光催化剂一直是光解水制氢的首要目标，近年来通过能带调控等手段实现光催化剂的可见光化被广泛研究，并取得了令人注目的进展。本文综述了通过能带调变实现可见光化的各种手段，包括TiO₂掺杂特别是阴离子掺杂、能响应可见光的新型固溶体和单相光催化材料的开发以及Z-形反应系统的构筑，并且通过电子结构的分析阐述其可见光化的机理。     

层状金属配位聚合物[｛NIX_2(bipy)｝n](X=F,Cl,Br,I;bipy=4,4'-bipyridyl)的能带结构研究

用紧束缚（EHT）晶体轨道方法对层状金属配住聚合物[{Nix2。（bipy）｝n]（X=F，Cl，Br，I；bipy=4，4’－bipyridyl）进行了能带结构计算，并利用键向量方法对这一系列聚合物能带特征和成键性质进行了讨论。研究表明，Fermi能级附近的能带主要是金属镍原子和卤素原子之间形成的d－pσ反键作用，这一反键作用的强弱对导电性起决定作用。     

LaX(X=N,P,As,Sb)晶体的能带结构和化学键性质研究

用LMTO-ASA能带程序计算了LaX(X=N,P,As,Sb)晶体的能带结构,得到的晶体能隙分别为LaN_2.30eV,LaP_2.05eV,LaAs_1.66eV,LaSb_1.34eV,与实验结果基本相符.利用价电子总数在阴阳离子上的分配数之比,给出计算晶体化学键性质的经验关系式,根据该式计算晶体化学键的共价性与文献结果非常吻合,说明了该关系式的合理性.     

Electronic Structure of TiAl-2M(M=V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn) Alloy

1INTRODUCTIONTitaniumaluminidesbasedonY-TiAlarereceivingconsiderableattentionaspo-tentialcandidatesformaterialsinhightemperatureaerospaceapplication.Theirlowdensity,hightemperaturescreepresistance,highoxidationresistanceandstrengthmakesthemexcellentpotentialenginematerials.Howevertheirlowductilityandlowfracturetoughnessatroom'temperaturesaremajorhindrancestotheirpracticaluti-lization.TheTiAlalloymayhaveanelongationabout2%t'},furtherimprovementisnecessarybeforethesematerialscouldbeusedin…     

Theoretical studies on the band structures of superconducting solid compounds: Nb3X (X=Si, Ge, Sn, Pb)

The band structures of several analogous superconducting A-15 type solid compounds, Nb3X (X=Si, Ge, Sn, Pb), have been calculated by use of the tight-binding method within the Extended Huckel approximation (EHT). By analysis of their energy bands, densities of states and crystal orbital overlap populations, the dependence of the superconducting transition temperatures (Tc) on the electronic structures and bondings is qualitatively elucidated.     

Nb_3X_4(X=S,Se,Te)的能带结构研究

固相过渡金属原子簇化合物Nb_3X_4(X=S,Se,Te)在低温下出现超导行为,且从S到Te,Nb_3X_4的超导转变温度Tc呈下降趋势。本文采用EHT近似下的紧束缚能带方法,计算了Nb_3X_4的能带结构。讨论其电子结构与超导电性的关系,并从化学键的观点出发对其Tc的递变加以解释。此外,本文还给出了Nb金属晶体的能带结构。     

一维〔M（tmp）〕_2ReO_4（M＝Ni、Cu、Pd）聚合物的能带结构

用紧束缚ＥＨＴ晶体轨道方法对一维〔Ｍ（ｔｍｐ）〕_２ＲｅＯ_４（Ｍ＝Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｄ）聚合物进行了能带计算，利用键向量近似方法对能带的结构及组成进行了讨论。结果表明，该类型聚合物具有不同的导电机理，并进一步研究了环平面间的成键性质及转角改变对聚合物导电性能的影响。     

双帽Keggin型杂多阴离子[PM12O40(VO)2]n-(M=Mo,n=5; M=V, n=9)的离散变分方法研究

使用密度泛函理论的离散变分方法(DFT-DVM)研究了双帽Keggin型杂多阴离子[PM12O40(VO)2]n-(M=Mo, n=5; M=V, n=9),即[PMo12O40(VO)2]5- (a)和[PV12O40(VO)2]9- (b)的电子结构,讨论了双帽的形成对Keggin型杂多阴离子的电子结构和催化性质的影响,并与其Keggin型杂多阴离子(PM12O40)n-(M=Mo, n=3; M=V, n=15)的计算结果进行了对比分析,计算结果表明,双帽的形成对Keggin型杂多阴离子的电子结构产生了很大的影响,因而它们在催化活性上可能会表现出较大的差异.     

Electronic structures of M21S8 (M = Nb, Zr) and (M,M')21S8 (M, M' = Hf, Ti; Nb, Ta) phases and reasons for variations in the metal site occupations

The electronic structures of binary M21S8 (M = Nb, Zr) and isostructural ternary (M,M')21S8 (M, M' = Hf, Ti; Nb, Ta) phases have been studied by means of extended Hückel tight-binding band structure calculations. For the valence electron concentration in the binary group 5 metal phase Nb21S8, metal-metal bonding is optimized whereas, in the isostructural group 4 metal phase Zr21S8, metal-metal bonding levels exist above the Fermi level. However, the electronic structure analysis suggests a stable structure for M21S8 phases with group 4 metals and that (M,M')21S8 phases with mixed group 4 and group 5 metals, even if not yet reported, could well exist. In the ternary phase Nb6.9Ta14.1S8, a linear relationship exists between the magnitude of the metal-metal bonding capacity (as expressed by the total metal-metal Mulliken overlap population) of each crystallographically independent metal site and the occupation of the site with the heavier metal (i.e., the element with the greater bonding capability). The situation is quite more complex in Hf7.5Ti13.5S8, where the metal-metal bonding capacity of each site, differences in electronegativity between Ti and Hf, and site volume arguments must be taken into account to understand the metal site occupation.     

Halogen-Bridged Mixed-Valence Linear-Chain Complexes: Molecular Orbital Model of Electron Localization

A simple tight-binding model is used to study electronic distributions and Peierls distortions in a series of mixed-valence linear-chain complexes [M(II)(LL)(2)][M(IV)(LL)(2)X(2)] (M = Ni, Pd, Pt; X = Cl, Br, I; LL = 1,2-diaminoethane, 1,3-diaminopropane). The calculated values of Peierls distortions for complexes with known structure are in good agreement with the experimental data. For the whole series, the model is employed as a qualitative tool to analyze structural and electronic properties. It is shown that charge disproportionation occurs in the related dimers. Thus, our quantum chemical calculations as well as previous phenomenological approaches indicate that, in metal-halogen chains, one deals with the interplay of local and cooperative effects.     

难熔固体MX(M=Sc,Ti,V;X=C,N,O)电子结构和力学性质的密度泛函研究

采用密度泛函方法对MX(M=Sc,Ti,V;X=C,N,O)固体的体相电子结构和力学性质进行了系统研究.计算结果表明,对于金属原子相同的同一系列化合物,氮化物具有最大的体模量;进一步的研究可知,随着外界压力的增大,化合物由NaCl构型向CsCl构型转变由易到难的顺序依次是氧化物、氮化物和碳化物.本文还首次用密度泛函方法系统地计算了各化合物的能带结构和态密度,并对该类型化合物的导电性能进行了探讨.