双分子水和氨气催化CF3OH分子裂解的理论研究

利用G3和CBS-QB3的理论方法研究CF₃OH分子裂解成FCFO和HF,并考虑大气中双分子和氨气对CF₃OH分子裂解的催化作用. 理论计算表明：由于在G3的理论水平下,计算的能垒为188.52 kJ/mol,所以CF₃OH分子在大气条件下不可能发生单分子裂解;当氨气和双分子水被加入时,能垒都被降到25.08 kJ/mol,起了强的催化作用. 除此之外,应用过渡态理论对速率常数进行了计算,计算结果表明：氨气催化CF₃OH分子的速率常数是单分子和双分子催化CF₃OH分子裂解速率常数的10⁹和10⁵倍. 考虑到大气中这些物质的浓度,计算结果预测了氨气催化CF₃OH分子裂解在大气中起到重要的作用.     

硫酸催化乙二醛气体相水化反应机理和速率常数理论计算研究

采用M06-2X和CCSD(T)高阶量化计算和传统过渡态理论研究硫酸催化乙二醛气体相水化反应.对HCOCHO+H₂O, HCOCHO+H₂O+H₂O, HCOCHO+H₂O+H₂O, HCOCHO+H₂O...H₂SO₄和HCOCHO+H₂O+H₂SO₄五个路径的反应机理和速率常数进行了研究.计算结果表明硫酸具有较强的催化能力,能显著减小乙二醛水化反应的能垒,在CCSD(T)/6-311++G(3df,3pd)//M06-2X/6-311++G(3df,3pd)理论水平,当硫酸分子参与乙二醛水化反应时,反应能垒从37.15 kcal/mol减少至7.08 kcal/mol.在室温条件下,硫酸催化乙二醛水化反应的反应速率1.34×10^-11 cm³/(molecule.s),是等量水分子参与乙二醛水化反应的速率的10¹²倍,大于乙二醛与OH自由基反应的反应速率1.10×10^-11 cm³/(molecule.s).这表明大气条件下,硫酸催化乙二醛水化反应可以发生,同乙二醛与OH自由基反应相竞争.     

F和CH3OH多通道反应的速率常数与分支比的研究

F和CH₃OH有两个夺氢反应通道,分别生成HF+CH₃O 和HF+CH₂OH. 尽管这两个通道都没有能垒,但前一个通道即生成HF+CH₃O的反应分支比远远高于期望的统计平均值(四分之一). 不同实验测得的分支比不仅相去甚远,而且定量上与早期由过渡态理论(稳定点信息在MP2以及G2理论水平下计算得到)得到的计算结果也不符合. 此前在CCSD(T)-F12a/AVDZ水平上计算得到了121000个几何构型的能量,采用对易不变多项式结合神经网络的方法拟合得到了该体系的全维高精度势能面. 本文采用该势能面,结合准经典轨线动力学方法,对该反应的反应速率常数和反应分支比进行了理论研究,得到的结果与实验吻合. 由于反应没有能垒,理论计算结果表明反应速率常数随温度升高而有微弱的下降趋势.     

N+ND反应的量子力学速率常数

在两个耦合的势能面1²A′和2²A′上对N+ND反应进行了非绝热量子动力学研究. 计算了N+ND→N₂+D反应和N′+ND→N′D+N反应在5 meV～1.0 eV碰撞能的反应几率和积分截面. 结果发现N+ND→N₂+D反应是N+ND反应的主要反应通道.另外,计算了N+ND→N₂+D 反应的速率常数.     

D+OD+反应的量子动力学研究：交换通道和抽取通道的竞争

基于精确的势能面,研究D+OD⁺反应在0.0～1.0 eV碰撞能范围内的量子动力学. 用CS近似(centrifugal sudden approx-imation)的含时波包方法研究吸热的抽取反应通道(D+OD⁺→ O+D₂⁺)和热中性的交换反应通道(D+OD⁺→D+OD⁺),计算两个通道的反应几率、总积分反应截面和热速率常数. 发现在交换反应的反应路径上存在一个凸起结构. 计算的总角动量J=0时的波包分布的含时演化清楚地表明凸状结构对两个通道的动力学有非常重要的影响.     

气相中自由基OH在不同催化剂下对甲酰氟FCHO进行提氢反应的理论性研究

分别在水、甲酸和硫酸存在的情况下,通过CCSD(T)//M06-2X/6-311++G(3df,3pd)的理论方法,对大气中自由基OH提取甲酰氟FCHO上的氢进行了反应机理和动力学的研究.计算结果表明相对于反应物,加入催化剂的过渡态的能垒从3.64 kcal/mol分别下降到-2.89、-6.25和-7.76 kcal/mol,表明水、甲酸和硫酸在甲酰氟FCHO和自由基OH提氢反应中起了重要作用.通过运用具有Eckart隧道校正的传统过渡态理论计算出的动力学数据表明通道X...FCHO+OH(X=H₂O, HCOOH,或者H₂SO₄)要比通道X...OH+FCHO更有利于反应的发生.催化剂水、甲酸和硫酸的加入使甲酰氟FCHO 和自由基OH提氢反应的速率常数要比不加催化剂时小,说明了催化剂的加入不能促进大气中甲酰氟FCHO和自由基OH的反应.     

40,48Ca+90,96Zr融合反应的动力学模型研究

应用改进的量子分子动力学模型,在严格挑选初始核考虑弹靶结构效应的基础上,研究了近垒和垒上融合反应^40,48Ca+^90,96Zr. 研究表明: 4个反应的理论计算截面与实验值很好符合; 丰中子反应⁴⁰Ca+⁹⁶Zr的垒下融合截面比其他3个反应有明显增强的现象.为了理解丰中子反应⁴⁰Ca+⁹⁶Zr与⁴⁰Ca+⁹⁰Zr相比垒下融合截面增强,而Ca+⁹⁶Zr垒下融合截面没有明显增强的原因, 进一步分析了484个反应的融合位垒,中子转移与融合位垒的关系、中子转移与Q值的关系,结果表明: 正反应Q值会引起核子(特别是中子)转移的增强,从而导致动力学融合位垒的下降和垒下融合截面增强.     

近垒及垒下12C+93Nb的蒸发剩余核截面

使用离线γ测量技术在实验室系28.3MeV至45.7MeV的能区首次测量了¹²C+⁹³Nb反应产生的8个核素及同质异能态的激发函数.使用包括非弹性激发和α转移道的简单耦合道模型,结合统计蒸发程序对实验结果进行拟合.计算结果能较好地重现强截面的中子蒸发道(xn)的激发函数.而对于弱的质子(xpyn)特别是α粒子(xαyn)蒸发道的截面,实验测量明显高于模型计算结果.α转移道与入射道耦合作为熔合反应的门庭态使垒下能区重离子熔合截面有很大的加强,实验测量与理论计算的比较表明对于¹²C+⁹³Nb反应系统在垒下能区可能存在着很强的α转移截面.     

第一性原理研究LuAlO3中掺杂Ce3+的4f-5d跃迁性质

通过对基态4f电子采用杂化密度泛函理论方法、对5d激发态采用限制性布居方法,研究了LuAlO₃:Ce³⁺体系4f-5d跃迁的相关性质．结果表明,伴随着4f到5d的跃迁,Ce³⁺与8个最近邻配位O原子的平均键长缩短了0.05 ?,而且Stokes位移计算值与实验值相当吻合．在优化计算得到的LuAlO₃:Ce³⁺体系4f基态局域构型基础上,采用角重叠模型计算了5d能级的晶场分裂,与实验结果吻合较好.     

OH, OCI, HOCI(1A')的从头算与势能曲线

采用Gassian09程序包中的多种方法对OH, OCI, HOCI分子的基态结构进行优化计算, 优选出QCISD/6-311G(2df), B3P86/6-311+G(2df)方法分别对OH(X²), OCI(X²)分子进行计算, 得到平衡核间距R_OH=0.09696 nm, R_OCI=0.1569 nm, 谐振频率ω(OH)=3745.37 cm^-1, ω(OCI)=892.046 cm^-1, 与实验结果非常符合. 用Murrell-Sorbie势能函数对OH和OCI分子的扫描势能点进行拟合, 其扫描点都与四参数Murrell-Sorbie函数拟合曲线符合得很好．优选出QCISD(T)/D95(df, pd)方法对HOCI分子进行计算, 得到基态为X¹A', 键长R_OH =0.0966 nm, 键角∠HOCI=102.3°, 谐振频率ω₁(a₁)=738.69 cm^-1, ω₂(b₂)=1260.25 cm^-1, 离解能D_e=2.24eV. 通过比较发现这些结果与实验值符合得很好,并优于文献报道的结果. 随后计算出了力常数, 在此基础上,推导出HOCI分子的多体展式势能函数.报道了HOCI分子对称伸缩振动势能图中在H+OCI →HOCI反应通道上有一鞍点, H原子需要越过1.74eV的能垒才能生成HOCI的稳定结构, 在Cl+OH→HOCI通道上不存在明显势垒, 容易形成稳定的HOCI分子.     

TiN和Ti1-xSixNy薄膜的微观结构分析

使用x射线衍射(XRD)、x射线光电子谱(XPS)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和原子力显微镜（AFM）多种观测手段分析了TiN薄膜和Ti_1-xSi_xN_y纳米复合薄膜的微观结构.实验分析证明Ti_1-xSi_xN_y薄膜是由直径为3—5nm的纳米晶TiN和非晶Si₃N₄相构成，并且Ti_1-xSi_{x关键词： 纳米复合薄膜 自由能 表面粗糙度 TiN 1-x}Si_xN_y')" href="#">Ti_1-xSi_xN_y     

TiY2N@C80电子结构的第一性原理研究

采用第一性原理方法研究了TiY₂N@C₈₀分子的几何、振动和电子性质．理论计算结果表明TiY₂N@C₈₀分子的电子结构性质明显与Sc₃N@C₈₀和Y₃N@C₈₀的不同,而与TiSc₂N@C₈₀相近．对TiY₂N@C₈₀分子进行载流子掺杂时,其磁性     

甲烷在外场作用下的光激发特性研究

采用密度泛函B3LYP和组态相互作用方法在6-311++G^**水平上计算了甲烷从基 态到前六个激发态的跃迁波长，振子强度，自发辐射系数A_n0和吸收系数B _0n（ n=1—6）.同时研究了外电场对甲烷分子的激发态的影响规律.结果表明，随外电场强度增大 ，系统总能量变化较小，同时最高占据轨道HOMO与最低空轨道LUMO的能隙gaps变小，费米能 级Fermi levels略有下降.甲烷基态（X～^lＡ_l）在外场作用下，易 于向高激发态产生跃迁. 关键词： 4')" href="#">CH₄ 激发态 外电场     

熔石英表面热致应力对激光损伤行为影响的研究

为了研究热致应力对光学元件损伤特性的影响,通过实验测试退火处理消除热应力和未消热应力石英基片的激光损伤特性,研究了热致应力对石英元件初始损伤阈值、损伤增长阈值以及损伤增长规律的影响.结果表明,热致应力对熔石英光学元件的初始损伤阈值有影响,初始损伤阈值随着热致应力增大而降低;热致应力会加剧激光引发的损伤增长,相同的激光通量下,表面应力越大的区域拥有越高的损伤增长因子,但损伤增长仍遵从指数增长规律.热致应力对损伤增长阈值没有明显的影响.本文的研究将为CO2激光预处理工艺能否被应用于大口径光学元件提供一个必要的技术参考.     

Metal Precursor Influence on Performance of CuIn1-xGaxSe2 Films

在镀有Mo的纳钙玻璃衬底上顺序溅射沉积CuGa/In/CuGa层,然后在真空下520 oC硒化40 min,制备成CIGS薄膜. 通 过调整预制层的底层和表层的溅射沉积CuGa层的厚度比,制备不同的CIGS薄膜. 通过X射线衍射谱、拉曼谱、电子能谱、平面和断面SEM的分析, 揭示出CIGS薄膜是黄铜矿相的结构, 晶粒0.5～2 μm,且由硒化CuGa/In/CuGa厚度比为7:20:3的金属预制层后的CIGS薄膜的结晶性最好. 拉曼光谱表明,没有In-Se二元化合物相和有序缺陷化合物相.     

SiH2体系的分子反应动力学

基于多体展式方法所导出的SiH₂（X¹A₁）分析势能函数,用准经典的Monte Carlo轨线法研究了Si（¹D_g）+H₂（0,0）和H（²S_g）+SiH（0,0）的原子与分子反应动力学过程.研究结果表明：Si（¹D_g）与H₂（0,0）的碰撞在低能时（小于209.20 kJ/mol）生成稳定的络合物SiH₂（X¹A₁）,该反应是无阈能反应;而H（²S_g）与SiH （0,0）碰撞不能生成稳定的络合物,主要发生交换反应H（²S_g）+SiH （0,0）→Si（¹D_g）+H₂（0,0）,该反应也是无阈能反应. 关键词： 2')" href="#">SiH₂ 势能函数 反应截面 轨线     

Si基Bi4Ti3O12铁电薄膜的制备与特性研究

采用sol-gel工艺, 在分层快速退火的工艺条件下成功地制备了高质量Si基Bi_{4Ti3O12铁电薄膜. 研究了Si基Bi4Ti3O12薄膜的生长行为、铁电性能、C-V特性和疲劳特性. 研究表明: Si基Bi4Ti3O12薄膜具有随退火温度升高沿c轴择优生长的趋势; 退火温度通过影响薄膜的晶粒尺寸、生长取向和薄膜中载流子的浓度来改变Si基Bi关键词： sol-gel法 铁电薄膜 4Ti3O12')" href="#">Bi4Ti3O12 C-V特性}     

Ag-Cu纳米颗粒修饰的N掺杂TiO2纳米棒阵列及其高效光催化CO2还原应用

本文采用微纳加工方法制备了负载高密度Ag-Cu纳米颗粒的N掺杂TiO₂纳米棒阵列样品. 通过TiO₂的N掺杂,可将其吸光范围调控至与Ag纳米颗粒的等离激元吸收频率相匹配的波段,从而实现复合材料中肖特基结与共振能量转移过程的协同作用. 与此同时,Cu纳米颗粒可以为CO₂还原提供活性位点. 在全谱光照射下,复合样品光催化CO₂还原的活性显著提高,CH₄生成速率可达720 μmol·g^-1·h^-1.     

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.     

Research on CeO2 cap layer for YBCO-coated conductor

Two groups of coated conductor samples with different thicknesses of CeO2 cap layers deposited by pulsed laser deposition （PLD） under the same conditions have been studied. Of them, one group is of CeO2 films, which are deposited on stainless steel （SS） tapes coated by IBAD-YSZ （IBAD-YSZ/SS）, and the other group is of CeO2/YSZ/Y2O3 multilayers, which are deposited on NiW substrates by PLD for the fabrication of YBCO-coated conductor through the RABiTS approach. YBCO film is then deposited on the tops of both types of buffer layers by PLD. The effects of the thickness of the CeO2 film on the texture of the CeO2 film and the critical current density （Jc） of the YBCO film are analysed. For the case of CeO2 film on IBAD-YSZ/SS, there appears a self-epitaxy effect with increasing thickness of the CeO2 film. For CeO2/YSZ/Y2O3/NiW, in which the buffer layers are deposited by PLD, there occurs no self-epitaxy effect, and the optimal thickness of CeO2 is about 50 nm. The surface morphologies of the two groups of samples are examined by SEM.