双金属掺杂M2@Si20(M=Ti, Zr, Hf)团簇结构和性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)和相对论有效原子核势近似(RECP),对M2@Si20(M=Ti,Zr,Hf)团簇的几何结构和电子结构性质进行研究,发现内嵌的金属二聚体和十二面体硅笼构成了稳定的富勒烯结构。通过对团簇电子结构的分析,结果表明Si20团簇掺杂双金属后稳定性得到了提高。对团簇的电荷布局分析表明过渡金属原子(Ti, Zr, Hf)和硅笼之间发生了电荷反转。     

HmTiSin(m=1～2;n=2～8)团簇结构、电子性质和红外光谱的密度泛函理论研究

近些年,由于硅半导体材料在微电子工业中的潜在应用,其理论和实验研究备受人们广泛关注。尤其是过渡金属掺杂的硅团簇材料在物理化学性质方面表现了极好的稳定性。这些主要归因于过渡金属含有未填满的d轨道电子,可以填充硅团簇表面的空轨道,减少团簇表面的悬挂键,进而提高整个掺杂硅团簇的结构稳定性,同时产生各种特殊光学、磁性和超导等性质。采用密度泛函理论DFT-B3LYP方法对H_mTiSi_n(m=1～2; n=2～8)团簇的几何结构和电子性质进行了理论计算,讨论了Ti掺杂硅团簇TiSi_n(n=2～8)及其氢化团簇基态结构的变化规律、解离通道和HOMO-LUMO能隙等特征。结果表明,随着Si原子数目的增加,在TiSi_n(n=2～8)团簇中其掺杂Ti原子依次吸附在团簇的棱、面及结构内部。当在掺杂团簇表面吸附氢原子时,都优于吸附在团簇的硅原子上,而且绝大多数的氢化结构采纳了TiSi_n团簇的骨架构型。解离能和HOMO-LUMO能隙的分析结果表明在团簇表面吸附两个H原子时能够明显提高整个团簇的结构稳定性。二阶能量差分的研究发现TiSi₂和TiSi₆团簇相对其他团簇具有较高的稳定性,同时两个H₁TiSi₇和H₂TiSi₇氢化团簇的稳定性更高。此外,模拟了这些氢化团簇的红外振动特征峰,对主要特征峰进行了归属。这些研究将为过渡金属掺杂硅基团簇材料的实验制备和表征提供重要的理论参考。     

Cu原子掺杂在Al团簇中的结构和电子性质

利用密度泛函理论,对Al_n(n=1～15)团簇中掺杂Cu原子后的双金属团簇进行了研究,在结构优化的基础上,同时计算了双金属团簇的电子性质,即电子亲和能、电离势、Cu原子的Mulliken分布、平均极化率、极化率的各向异性、偶极矩及HOMO-LUMO能隙随团簇尺寸增加时的变化情况. 结果表明,Cu掺杂Al团簇的双金属团簇中也存在幻数结构,团簇的电子性质随团簇尺寸大小出现不规则的奇偶振荡变化. n=13的团簇电子亲和能和电离势与毗邻团簇相比,其变化要大于0.3和0.6 eV.     

内嵌金属富勒烯Tcn和Tcn@C70的理论研究

系统地研究了内嵌金属富勒烯Tc_n和Tc_n@C₇₀的平衡态结构、电子和磁性性质．研究表明C₇₀能够内嵌Tc_n团簇(n≤9)．除了Tc₂团簇,当n≤5时,形成内嵌金属富勒烯Tc_n@C₇₀是放热的过程,而当n>5时,这种过程是吸热的．在内嵌过程中,Tc_n团簇的构型和电子结构都发生了相当大的变化．与单独的Tc_n团簇相比,Tc_n@C₇₀的总磁矩明显地降低．对体系的轨道分布,Hirshfeld分布和态密度进行了分析发现,在内嵌金属富勒烯体系里,电子可以通过Tc-C的有效杂化从Tc_n团簇向碳笼转移,从而使得体系的整体磁性降低．     

Co_2B_n(n=1-8)团簇几何结构的密度泛函理论研究

受到小型环状和管状的双金属掺杂硼团簇的启发,采用密度泛函理论,在B3LYP/6-311+G(d)水平下对Co_2B_n(n=1-8)团簇的几何结构、相关稳定性、电子性质和磁性进行了的研究.研究结果表明:当n≤5时,团簇的最低能量结构为平面结构.当6≤n≤8时,团簇的最低能量结构为立体结构.对团簇的平均原子结合能、二阶差分能量、HOMO-LUMO能隙、垂直电子亲和能、垂直电离能和化学硬度分析结果表明,Co2B_7具有幻数特征.对Co_2B_n(n=1-8)团簇的总磁矩计算表明其和团簇的自旋态有很强的关系,而且团簇的总磁矩主要由钴原子的3d轨道所贡献.     

密度泛函理论研究ZrnCo(m=1-13)团簇的结构和磁性

利用密度泛函理论中的广义梯度近似对ZrnCo(n=1-13)团簇进行了结构优化、能量和频率的计算,研究了ZrnCo团簇的平衡几何结构、稳定性、电子性质和磁性.结果表明:Zr4Co,Zr7Co,Zr9Co和Zr12Co团簇的基态稳定性较高,是幻数团簇,尤其是Zr12Co团簇基态为Ih对称性的二十面体结构且稳定性特别高.ZrnCo团簇的磁矩随尺寸的变化可以分三个阶段:n=1-3有稳定的磁矩,从n=4开始磁矩出现振荡性的猝灭,直至n≥8磁矩完全猝灭.体系的磁矩主要来自局域d电子的贡献,ZrnCo团簇磁矩发生猝灭的主要原因是电荷转移和强烈的spd杂化效应.同时发现,过渡金属掺杂在不同特性材料中所形成的团簇体系,其结构、稳定性和磁性有些非常有意思的相似,如TMX12(TM代表过渡金属Fe或Co,X代表Si和Be)团簇、Zr13TM团簇.对此,值得进一步研究.     

中等尺寸SiN团簇结构和相对稳定性的研究(21≤N≤50,N=60)

在过去二十年里,对中等尺寸硅团簇的研究一直十分活跃.为阐明低能团簇从中等到大尺寸的生长行为,我们对SiN团簇在21≤N≤50,和N=60的结构和相对稳定性进行论述.对Si21-Si29,除Si27外最低能量结构是扁长形.对N≥30,SiN团簇倾向于形成填充富勒烯结构.随着团簇尺寸的增大(N≥41),内部开始出现四面体结构,可视为金刚石晶格结构形成的初始阶段.当团簇尺寸达到N=60时,其已偏离小团簇的类分子行为,但向块体结构的转变还没完成.中等尺寸硅团簇的填充富勒烯结构可以被看作是从类分子向块体过渡的中间阶段.     

第一性原理研究SinB(n=1～12)团簇的稳定性

基于密度泛函理论(DFT),我们研究了SinB(n=1～12)团簇的稳定性.结果表明:SinB的基态构型是在Sin-1B的基态或亚稳态构型上带帽一个Si原子而得到;随着团簇尺寸的增大,B原子逐渐从吸附在Sin团簇的表面位置移动到Sin团簇笼内;掺杂B原子提高了纯硅团簇的稳定性;电子总是从Si向B转移,B原子所带的电荷数不仅与B原子的配位数有关,还与SinB团簇的基态结构密切相关.     

GaSi_n(n=1-6)团簇结构和稳定性的第一性原理研究

采用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6-311+G(d)水平下研究了GaSi_n(n=1-6)团簇的几何构型、电子性质、稳定性和振动特性.研究结果表明:GaSi_n(n=1-6)团簇基态结构基本保持了纯硅团簇的结构框架,Ga原子往往被吸附在Sin团簇的表面上.布局分析显示电子由Ga原子向Sin框架转移.平均束缚能和分裂能表明GaSi_3和GaSi_5团簇相对其他团簇具有较强的稳定性.振动特性研究表明:GaSi_n(n=1-6)团簇的IR活性最强振动模式主要是Ga原子与Sin结构之间的相对振动.极化率的研究表明,随着Si原子数的增多,GaSi_n团簇的非线形光学效应逐渐增强,更容易被外场极化.     

Mn掺杂(ZnSe)12团簇物性研究

采用密度泛函理论研究Mn原子单掺杂和双掺杂（ZnSe）₁₂团簇的结构、电子性质和磁性质.考虑三种掺杂方式：替代掺杂,外掺杂和内掺杂.比较掺杂团簇的稳定性.结果表明：无论是单掺杂还是双掺杂,替代掺杂团簇是最稳定结构.在结构优化的基础上对掺杂团簇进行磁性计算.团簇磁矩主要来自Mn原子3d态的贡献,4s和4p态贡献了一小部分磁矩.由于轨道杂化,相邻的Zn和Se原子上产生少量自旋.研究发现：内双掺杂团簇是铁磁耦合,在纳米量子器件领域有潜在的应用价值.     

Moessbauer谱学及其在熔渣铁离子行为研究中的应用

综述了Moessbauer谱学原理、基本参数和测定方法;分析了熔渣中铁离子行为,并从化学和谱学角度阐述了Fe^2 和Feoct^3 离子的Moessbauer谱特征,讨论了铁离子行为与熔渣碱度、渣中全铁量及Na2O、Al2O3含量的关系;提出该领域的研究前景。     

互感系数M12=M21的证明

从定义、磁能、磁矢势、磁偶极子、自由能5个方面出发分别证明了互感系数M12=M21,并对几种证明方法进行了分析对比,提出了自己的看法.     

一种M2M网络中的能量有效媒体访问控制协议

为了减小M2M网络中MAC层的接入冲突,提高接入数据传输效率和节点能量利用效率,提出了一种新的混合分组协议HG-MAC(Hybrid and Grouping MAC)。HG-MAC混合利用基于调度与基于竞争的两种接入方式;对节点进行分组分层管理,减少接入冲突和提供QoS保障;采用休眠机制提高能量利用效率;引入动态调整机制和可变帧长度提高协议灵活性。通过建立二维马尔可夫链,对竞争时长与数据传输速率之间的关系进行了理论分析。利用OPNET仿真工具,将HG-MAC与CSMA/CA和TDMA的性能进行了仿真比较。结果表明HG-MAC在数据传输速率、能量效率和信道利用率上具有一定的优势。     

Luminescence of orthovanadates M 3 + M3+(VO4)2 and M 2 + M4+ (VO4)2

The absorption, excitation, and luminescence spectra of vanadates of type M ₃ ⁺ M³⁺(VO₄)₂ and M ₂ ⁺ M⁴⁺(VO₄)₂ are studied, where M⁺ is Na, K, Rb, Cs; M³⁺ is Al, Sc; M⁴⁺ is Zr, Sn, Ti. The luminescence spectra maxima are located at 490–510 nm, while those of the excitation spectra are at 360–375 nm. Temperature characteristics of luminescence and thermostimulated luminescence are studied. The question of activation of complex vanadates by rare-earth ions is considered.Translated from Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Fizika, No. 3, pp. 24–28, March, 1976.     

矢量分析证明互感系数M12=M21

本文应用矢量分析的方法对互感系数M12＝M21给出了一般性证明。     

UV photofragmentation of gas phase M and M2 complexes with ketones,where M = Cu and Ag

Results are reported of an experimental study of the UV photofragmentation patterns of singly and doubly charged complexes consisting of either copper or silver in association with a series of ketones. Considerable variation is seen in response to photoexcitation, ranging from extensive chemical reactivity in the case of Cu+ through to no evidence of photoabsorption on the part of Ag2+ complexes. It is concluded that the close proximity of a charge has a considerable influence on energy of the non-bonding electrons of the carbonyl group in the ketones, and that this, in turn, influences the π* ← n electronic transition promoted at UV wavelengths.     

模M之m阶单位根的计数与确定

要根据[1]中给出的MCS序列x_n≡αx_n-1(modM)具有周期m的充要条件,确定其相应全部参数α,可归结为模M之m阶单位根的计数与确定问题,而此问题对一般复合模M至今未见解决。本文解决了这个问题,从而也解决了MCS序列具有周期m的全部参数α的计数和确定问题。