[Co(CO2)n]+团簇的红外解离光谱实验和理论研究

本文利用红外光解离光谱研究了一价钴阳离子与二氧化碳之间的相互作用. 通过密度泛函理论计算得到[Co(CO₂)_n]⁺团簇的几何结构,并且模拟了它们的振动光谱与实验数值进行比较. 研究结果表明,在[Co(CO₂)_n]⁺(n=2∽6)团簇中,钴阳离子通过电四极矩静电作用以端点结合的方式与二氧化碳中的氧原子结合在一起. 团簇的红外光谱都集中在二氧化碳反对称伸缩的波数附近,并且随着团簇尺寸的变化出现蓝移,最后把[Co(CO₂)_n]⁺的红外光解离光谱与稀有气体贴附的[Co(CO₂)_n]⁺-Ar的红外光解离光谱进行了比较.     

硼羰基络合物正离子B(CO)3+和B2(CO)4+的红外光解离光谱

利用脉冲激光溅射-超声分子束载带方法制备气相硼羰基络合物正离子. 采用红外光解离光谱研究了B(CO)₃⁺、B(CO)₄⁺ 和B₂(CO)₄⁺的振动光谱. 研究结果表明B(CO)₃⁺具有非常强的B-CO键,无法直接获得其红外光解离光谱. 对B(CO)₄⁺的光解离光谱研究表明该离子是一个B(CO)₃⁺和CO之间弱相互作用络合物. 其中B(CO)₃⁺核具有平面D_3h对称性结构,中心硼具有稳定的8电子组态. B₂(CO)₄⁺具有平面的D_2h对称性结构,其中的B-B键包含一个σ键和半个π键. 自然轨道能量分解分析(EDA-NOCV)表明在B(CO)₃⁺和B₂(CO)₄⁺中的B-CO成键作用中OC→B(σ)要比B→CO(π)反馈作用强.     

OCS经由F 31Π里德堡态生成CO(X1Σ+)+S(1D2)产物的波长相关性光解离

本文利用时间切片离子速度成像技术在134∽140 nm波段研究了OCS分子经由F 3¹Π里德堡态的真空紫外光解离动力学. 在选取的5个分别对应OCS(F 3¹Π, v₁=0∽4)的伸缩振动激发的光解波长，实验测得了来自CO(X¹Σ⁺)+S(¹D₂)产物通道的SS(¹D₂))实验影像，并获得了总平动能谱和CO(X¹Σ⁺, v)共生产物的振动布居及角分布. 结果分析表明OCS分子解离生成CO(X¹Σ⁺)+S(¹D₂)产物的过程经历了上态F 3¹Π 与C_?v和C_s构型的下电子态间非绝热耦合过程. 实验结果显示了很强的波长相关性：OCS (F 3¹Π, v₁)的较低转动激发态(v₁=0∽2)和较高转动激发态(v₁=3, 4)的CO(X¹Σ⁺)产物的振动布居和角分布具有显著差异，表明该解离过程中具有不同的解离机理. 本结果提供了振动耦合可能对真空紫外光解离动力学产生关键作用的相关证据.     

第三族金属氧化物离子对二氧化碳转化的红外光谱研究

本文利用红外光解离光谱研究了第三族金属氧化物离子对二氧化碳分子的转化机制. 研究表明，对于[ScO(CO₂)_n]⁺体系，在n≤4时，形成了溶剂化结构；在n=5时，形成了碳酸盐结构，实现了二氧化碳的转化. 对于[YO(CO₂)_n]⁺体系，需要4个二氧化碳分子就可以实现二氧化碳的转化. 而在[YO(CO₂)_n]⁺体系中，只发现了溶剂化结构，没有观察到碳酸盐结构. 理论计算表明，[YO(CO₂)_n]⁺体系拥有最小的溶剂化结构向碳酸盐结构转化能垒，[LaO(CO₂)_n]⁺体系拥有最大的溶剂化结构向碳酸盐结构转化能垒. 本文从分子水平揭示了不同金属氧化物离子对二氧化碳分子转化的影响规律.     

HC2nO+ (n=3-6) 正离子的红外光解离光谱以及理论计算研究

本文利用脉冲激光溅射-超声分子束载带离子源在气相中产生了HC_2nO⁺ (n=3-6)正离子. 通过对贴附CO的络合物离子的红外光解离光谱实验获得了HC_2nO⁺正离子在1600∽3500 cm^-1范围内的红外光谱. 通过比较实验光谱和理论模拟光谱确定了HC_2nO⁺正离子具有端接氢和氧的直线型碳链衍生物结构,基态为三重态,单重态比三重基态能量高10∽15 kcal/mol. 成键分析表明HC_2nO⁺中的碳链具有连烯的结构特征.     

化学计量的氧化钠团簇阳离子结构的离子迁移质谱法研究

本文通过离子迁移质谱法研究了氧化钠团簇阳离子(Na_nO_m⁺,n≤11)的稳定结构. 质谱结果表明化学计量组成Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺ (n=3、5、7、9和11)系列是稳定的,并且NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺ (n=5、7、9和11)系列作为二级稳定系列. 为了获得这些团簇离子的结构,通过离子迁移率测量实验测定离子和氦缓冲气体之间的碰撞截面. 同时计算了这些组合物优化结构的理论碰撞截面. 结果表明,Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺和NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺的结构除了n=9之外,其它具有相似结构框架. Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺所有的化合键位于钠和氧之间. 另一方面,NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺中除了Na-O键之外,还存在一个O-O氧键,表明NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺具有过氧化物离子(O₂^2-)作为Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺的氧化物离子(O^2-) 的替代物. Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺和NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺两种稳定系列都是闭壳组合物. 这些闭壳特征对氧化钠簇阳离子的稳定性具有强烈影响.     

特定位点上CO2与(TiO2)n团簇相互作用的第一性原理研究

本文基于密度泛函理论系统地研究了(TiO₂)_n团簇上二氧化碳(CO₂)的吸附和活化性质. 计算结果表明,CO₂更倾向于吸附在(TiO₂)_n团簇的桥氧原子上,形成“化学吸附”碳酸盐络合物. 而CO更倾向于吸附到末端Ti-O的Ti原子上. 发现计算得到的碳酸盐振动频率值与实验获得的结果非常吻合,这表明配合物中CO₂的几何构型与其线性型相比,有微小的弯转. 通过对电子结构、电荷密度、电离势、HOMO-LUMO以及态密度的分析,证实了CO₂与团簇之间的电荷转移以及相互作用. 从预测的能量分布图来看,(TiO₂)_n团簇上的CO₂活化与结构密切有关,相比于块体的TiO₂,CO₂在团簇结构上更易于吸附和活化.     

二氧化碳对质子化甲醇的溶剂化作用 (cited: 1)

利用团簇模型研究了二氧化碳对质子化甲醇的溶剂化作用．H⁺(CH₃OH)(CO₂)_n⁺(n=1～7)的量子化学计算结果表明,需要3个或4个二氧化碳分子完成甲醇的羟基第一溶剂层．除了氢键,二氧化碳分子间的相互作用对大团簇的稳定性也起到了重要的作用．在这些溶剂化作用的早期阶段,不容易发生质子从甲醇到二氧化碳的转移过程．模拟的红外光谱揭示了自由O-H伸缩振动、氢键作用后的O-H伸缩振动、以及二氧化碳的O-C-O伸缩振动频率是研究质子化甲醇溶剂化过程的灵敏探针．     

OCS+分子经由B2∑+←X2∏跃迁的光解离谱

制备出确定旋轨态的OCS⁺(X²∏)离子,在260～325 nm波长范围内研究了OCS^{+经由B2∑+←X2∏_3/2(000)和B2∑+←X2∏_1/2(000,001)跃迁的分质量光解离谱．由光解离谱得到OCS+(B2∑+)电子态的光谱常数υ1(CS stretch)=828.9(810.4) cm-1,υ2(bend)=491.3 cm-1和υ3(CO stretch)=1887.2 cm-1．在B2∑+←X2∏跃迁谱中只能观察到B2∑+(010)←X2∏_1/2(000)跃迁的谱峰, 而观察不到B2∑+←X2∏_3/2(000)跃迁的谱峰． 用X2∏电子态的(000)2∏_1/2和(010)2∑+_1/2电子振动能级之间的K耦合解释了这种B2∑+的υ2弯曲振动模的激发对X2∏电子态的旋轨分裂分量(Ω=1/2,3/2)的相关性}     

OCS分子在128 nm附近的光解动力学研究：S(3PJ=2,1,0)、S(1D2)以及S(1S0)产物通道

本文利用时间切片离子成像技术对OCS分子进行了真空紫外波段的光解动力学研究. 在四个光解光波长(从129.32到126.08 nm)下测量了硫原子解离产物S(³P_J=2,1,0)、S(¹D₂)、S(¹S₀)的速度影像，并从中清晰地发现了四个主要的解离产物通道：S(³P_J=2,1,0)+CO(X¹Σ⁺)，S(³P_J=2,1,0)+CO(A³π)，S(¹D₂)+CO(X¹Σ⁺)和S(¹S₀)+CO(X¹Σ⁺). 在实验影像中，产物CO分子的部分振动态结构能够得到分辨. 实验还获取解离产物总平动能谱，产物分支比和角分布. 对实验结果进行分析显示除绝热解离通道S(³P_J=2,1,0)+CO(A³π)之外，在其他三个产物通道中非绝热效应都起到非常重要的作用.     

Acoustic paramagnetic resonance of Ti2+ in CaO

Experimental results of acoustic paramagnetic resonance of Ti²⁺ in CaO are reported. The spectra are interpreted as due to Ti²⁺ ions in cubic sites distorted by random strains. The anisotropy comes from the fact that the effect of these strains is of the same order of magnitude as the Zeeman effect. The results are compared to those obtained with V³⁺ in MgO.     

H2(X1∑g+)—H2(E1∑g+)系统的相互作用

采用显含电子对相关坐标的波函数,在微扰论的框架下计算了E^l∑_g⁺态氢分子与基态氢分子取cross构型时的中长程相互作用。结果表明,该相互作用在分子间距6.5α₀附近存在着一个活化能势垒,在4.5α₀附近显示出较强的化学键行为。 关键词：     

SrZn2(PO4)2:Sn2+,Mn2+荧光粉的发光性质及其能量传递机理

采用高温固相法制备了SrZn₂(PO₄)₂:Sn²⁺(SZ₂P:Sn²⁺), SrZn₂(PO₄)₂:Mn²⁺(SZ₂P:Mn²⁺), SrZn₂ (PO₄)₂:Sn²⁺, Mn²⁺(SZ₂P:Sn²⁺, Mn²⁺) 荧光粉. 通过X射线衍射、激发和发射光谱详细研究了荧光粉的物相和发光性质. 在SrZn₂(PO₄)₂ 基质中, Sn²⁺离子发射光谱是峰值位于461 nm宽带谱, 归属于Sn²⁺离子的³P₁→¹S₀能级跃迁, SZ₂P:Mn²⁺激发光谱由基质吸收带(200–300 nm)和位于352, 373, 419, 431和466 nm的一系列激发峰组成, 分别对应Mn²⁺离子的⁶A₁(⁶S)→⁴E(⁴D), ⁶A₁(⁶S)→⁴T₂(⁴D), ⁶A₁(⁶S)→[⁴A₁(⁴G), ⁴E(⁴G)], ⁶A₁(⁶S)→⁴T₂(⁴G)和⁶A₁(⁶S)→⁴T₁(⁴G)能级跃迁, 因此, SZ₂P:Sn²⁺ 的发射光谱与SZ₂P:Mn²⁺的激发光谱有较大范围的重叠. 结果表明Sn²⁺对Mn²⁺发光有明显的敏化作用. 基于Dexter电多极相互作用能量传递公式和Reisfeld近似原理分析, 荧光粉SZ₂P:Sn²⁺, Mn²⁺中Sn²⁺-Mn²⁺离子之间的能量传递机理属于电四极-电四极相互作用引起的共振能量传递, 并计算出Sn²⁺-Mn²⁺离子之间能量传递临界距离R_c ≈ 1.78 nm. 通过改变Sn²⁺, Mn²⁺离子掺杂浓度, 实现了荧光粉发光颜色的调节, 在254 nm短波紫外激发下荧光粉发出较强的蓝白光. 研究结果表明SZ₂P:Sn²⁺, Mn²⁺荧光粉有望应用于紧凑型节能灯照明领域, 随着半导体紫外芯片技术的发展, 有潜力应用于未来的白光发光二极管照明领域.     

Electron spin resonance investigation of the substitution of Fe3^＋ for Ti4^＋ ions in rutile TiO2 single crystal

A Fe doped rutile TiO 2 single crystal is grown in an O 2 atmosphere by the floating zone technique.Electron spin resonance (ESR) spectra clearly demonstrate that Fe 3+ ions are substituted for the Ti 4+ ions in the rutile TiO 2 matrix.Magnetization measurements reveal that the Fe:TiO 2 crystal shows paramagnetic behaviour in a temperature range from 5 K to 350 K.The Fe 3+ ions possess weak magnetic anisotropy with an easy axis along the c axis.The annealed Fe:TiO 2 crystal shows spin-glass-like behaviours due to the aggregation of the ferromagnetic clusters.     

氘钛等离子体高压查尔特鞘层特性理论研究

建立了混合多组分等离子体高压查尔特鞘层动力学模型,数值研究了氘钛等离子体高压查尔特鞘层特性。理论与数值研究结果表明,提升D+离子比例、降低D+离子及Ti2+离子入鞘速度、降低等离子体密度等方式,均会有效增加鞘层厚度,并降低靶面场强幅值,这些方式有利于离子汇聚传输和降低靶面击穿风险。随加速电压的增加,离子引出稳定工作区域范围呈现先增加后减小的趋势。增加D+离子比例、减小D+离子及Ti2+离子入鞘速度,均会显著增加离子引出稳定工作区域范围。     

真空紫外光激发下Ce3+、Tb3+激活的BaCa2(BO3)2的发光性质

利用XRD、VUV及UV光谱等方法对Ce³⁺、Tb³⁺离子掺杂以及Ce³⁺、Tb³⁺离子共掺的3种BaCa₂(BO₃)₂荧光粉的相纯度、发光性质、浓度猝灭现象进行研究。结果表明:3种荧光粉在VUV波段有较好的吸收,基质吸收带位于140～190 nm范围。Ce³⁺在BaCa₂(BO₃)₂的最低4f5d跃迁带位置在360 nm附近,其5d→²F_J(J=5/2, 7/2)发射峰分别位于393,424 nm。Tb³⁺掺杂的样品在172 nm激发下的发射光谱由4个窄带组成,分别对应⁵D₄→⁷F_J(J=3,4,5,6)的跃迁,其中占主导位置的是⁵D₄→⁷F₅的跃迁,大约位于543 nm处,主要为绿光发射。在Ce³⁺,Tb³⁺离子共掺杂的BaCa₂(BO₃)₂光谱中,观察到Ce³⁺-Tb³⁺离子间有能量传递。     

Interaction of CO2 with Cs-promoted Fe(110) as compared to Fe(110)/K+CO2

The interaction of CO₂ with Cs-promoted Fe(110) at 85 K as well as temperature-dependent reactions between 100 and 700 K have been studied by means of ultraviolet photoelectron spectroscopy (UPS) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Several surface species could be detected at 85 K, i.e. carbon monoxide (CO), carbonate (COⁿ⁻₃), physisorbed linear carbon dioxide (CO^lin₂) and very small amounts of oxidic oxygen (O_ox). An oxalate species (C₂O^m−₄) could not be identified definitively, but from comparison with the literature there is evidence that C₂O^m−₄ is present. Increasing the temperature after saturation with CO₂ leads to a complicated reaction behaviour. CO₂ either desorbs or dissociates into CO and COⁿ⁻₃ or forms C₂O^m−₄ at temperatures between 85 and 160 K. Above 160 K C₂O^m−₄, decomposes in parallel reactions into CO₂, COⁿ⁻₃ and CO. Above 320 K, adsorbed CO either desorbs into the gas phase or dissociates into C and O. In the temperature region between 500 and 700 K a recombination of C and O to CO and the desorption of Cs take place. As in the case of Fe(110)/K+CO₂, at high alkali coverages two carbonate species could be detected which dissociate upon heating at different temperatures. The system Fe(110)/Cs+CO₂ is proved to be very similar to the system Fe(110)/K+CO₂.     

Exchange interaction and spin dynamics in pentanuclear clusters, Cu3Ln2(ClCH2COO)12(H2O)8 (Ln = Nd3+, Sm3+, Pr3+)

New compounds, [Cu₃Ln₂(ClCH₂COO)₁₂(H₂O)₈]·2H₂O with Ln = Nd³⁺ (I), Sm³⁺ (II), Pr³⁺ (III), built up of pentanuclear clusters were synthesized and studied by means of X-ray analysis and electron paramagnetic resonance (EPR). X-ray data show that all compounds are isostructural and the pentanuclear clusteres may be considered as a linear system with alternating Cu(II) and Ln(III) ions: Cu(2)-L¹-Ln-L²-Cu(1)-L²-Ln-L²-Cu(2) with L¹ and L² being bridging fragments and Cu(1) and Cu(2) being structurally nonequivalent copper complexes. EPR studies demonstrate that in the temperature range of 100–293 K the signals due to only one type of the copper complexes are observed in the spectra of I–III. AtT<100 K the spectral temperature dependence is nontrivial. AtT<30 K new signals are detected in the spectra of I and II. The temperature dependence of the EPR spectra is interpreted under the assumption that the parameter of the exchange interaction Cu(2)-Ln considerably exceeds the parameter of the interaction Cu(1)-Ln. EPR spectra are calculated for the fragments of five paramagnetic centers in the frames of the model taking into account the nonequivalence of two copper complexes, short longitudinal and transverse paramagnetic relaxation times of the rare-earth ions at room temperature and the change of the relaxation rates when the temperature decreases. The results of the calculations show that it is possible to obtain information about the interactions in the system on the basis of the analysis of the temperature dependence of the EPR spectra of the central copper complex. The parameter of the isotropic part of the exchange interaction between copper and neodymium ions (for the interaction Cu(2)-Nd) is estimated as about 15 cm⁻¹. A considerable rearrangement of the spin states when the temperature changes is found for all complexes.     

Observation of electronic Raman transitions from the transition metal ions Ti3+ and V4+ highly diluted in α-Al2O3

α-Al₂O₃ : Ti³⁺ (300 mass ppm concentration) at 10 K shows two electronic Raman transitions at 38 cm^-1 and 109 cm^-1. The E symmetry of the scattering matrix agrees with the selection rules for transitions between the ground state B_{$\text{3}\text{2}$} and the E_{$\text{1}\text{2}$} of the ground state manifold ²t_2g.α-Al₂o₃ : V⁴⁺ shows two very weak electronic Raman transitions at about 30 cm^-1 and 56 cm^-1 respectively.