碱土金属叠氮化合物(MgN_6)_n(n=1～5)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论在B3LYP/6-311G*水平上对碱土金属叠氮化合物(MgN6)n(n=1～5)团簇各种可能构型进行了几何优化,预测了各团簇的最稳定结构。并对最稳定结构的成键特性、电荷分布、振动特性及稳定性进行理论研究。结果表明,叠氮化合物中叠氮基以直线型存在,MgN6团簇最稳定结构为直线型;(MgN6)2团簇最稳定结构为Mg2N2四元环平面结构;(MgN6)n(n=3～5)团簇最稳定结构是由2个叠氮基与2个Mg原子首先构成近似菱形,再由近似菱形延伸形成的链状结构。叠氮基中间的N原子显示正电性,两端的N原子显示负电性,且与Mg直接作用的N原子负电性更强,金属Mg原子和N原子之间形成很强的离子键。(MgN6)n(n=1～5)团簇最稳定结构的IR光谱分为4个部分,其最强振动峰均位于2209～2313cm-1,振动模式为叠氮基中N-N键的反对称伸缩振动。稳定性分析显示,(MgN6)3和(MgN6)5团簇相对于其他团簇较为稳定。     

MgmBn(m=1,2;n=1-4)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对MgmBn(m=1,2;n=1-4)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的振动特性、电离势、成键特性、极化率和超极化率等性质进行了理论研究.结果表明,团簇的最稳定结构大多是平面结构,团簇的稳定结构中通常是几个呈负电性的B原子形成一个负电中心,而其他B原子和Mg原子通常处在端位,且显正电性;团簇中通常是B-B键和B-Mg键共存,极少出现Mg-Mg键,计算得到的B-B键键长在0.153-0.182nm之间,B-Mg键键长在0.221-0.231nm之间.     

（LiN3）n（n=1～2）团簇结构与性质的密度泛函研究

用密度泛函理论（DFT）的杂化密度泛函B3LYP方法在6—31G^＊基组水平上对（LiN3）n（n=1～2）团簇各种可能的构型进行几何结构优化，预测了各团簇的最稳定结构．并对最稳定结构的振动特性、成键特性和电荷布局等性质进行了理论研究．结果表明，LkN3团簇最稳定构型为直线构型；（LiN3）n（n=1～2）团簇中N—N键长在0．1146-0．1203nm之间，N—Li键长在0．1722～0．1987nm之间；团簇中Li原子全部显正电性，越靠近Li原子的N原子负电性越强，在直线构型的Nf离子中，两端的N原子均具负电荷，而中心N原子具正电荷．     

抛物阱中极化子效应对D-心的影响

采用改进的LLP方法在考虑体声子影响的情况下研究了抛物量子阱中电子-LO声子相互作用对D^-心能量的影响.研究结果表明,阱宽较小时,D^-心的基态能量和结合能随着阱宽L的增大而急剧减小;阱宽较大时,能量的减小比较缓慢,最后接近体材料中的三维值.并且得出了电子-LO声子相互作用可使D^-心的结合能有显著的提高.     

Si6N2团簇结构与性质的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)中的杂化密度泛函B3LYP方法,在6-31G(d)的水平上对Si6N2团簇的可能结构进行了几何结构优化和电子结构计算,得到了16个可能的异构体.Si6N2团簇的最稳定结构是有4个Si-N键和4个Si-Si键的三维结构.自然键轨道方法分析成键性质的结果表明,Si-N键中Si原子向N原子有较大的电荷转移,因此Si-N原子间有较强的电相互作用;最强的IR和Raman谱峰分别位于1359.14cm-1和1366.29cm-1处;并计算了Si6N2团簇的最稳定结构的极化率和超极化率.     

H2分子在LaFeO3表面吸附的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理方法,通过计算表面能确定LaFeO₃(010)表面为最稳定的吸附表面,研究了H₂分子在LaFeO₃(010)表面的吸附性质。LaFeO₃(010)表面存在LaO和FeO₂两种终止表面,但吸附主要发生在FeO₂终止表面,由于LaFeO₃(010)表面弛豫的影响,使得凹凸不平的表面层增加了表面原子与H原子的接触面积,表面晶胞的纵向体积增加约2.5%,有利于H原子向晶体内扩散。研究发现,H₂分子在LaFeO₃(010)表面主要存在3种化学吸附方式:第一种吸附发生在O-O桥位,2个H原子分别吸附在2个O原子上,形成2个-OH基,这是最佳吸附位置,此时H原子与表面O原子的作用主要是H1s与O2p轨道杂化作用的结果,H-O之间为典型的共价键。H₂分子的解离能垒为1.542 eV,说明表面需要一定的热条件,H₂分子才会发生解离吸附;第二种吸附发生在Fe-O桥位,1个H原子吸附在O原子上形成1个-OH基,另一个H原子吸附在Fe原子上形成金属键;第三种吸附发生在O顶位,2个H原子吸附在同一个O原子上,形成H₂O分子,此时H₂O分子与表面形成物理吸附,H₂O分子逃离表面后容易形成氧空位。此外,H₂分子在LaFeO₃(010)表面还可以发生物理吸附。     

线性反馈抑制螺旋波

研究了激发介质FitzhughNagumo方程中螺旋波的控制问题.基于稳定性和自适应理论,对系统格点变量进行采样,将采样变量与外界标准的周期信号和稳定信号进行线性作差,进一步将误差线性反馈到系统(局部反馈和全局反馈)中,当系统达到稳定均匀态,控制器自动关闭.并研究了噪声对该方法的影响.数值计算表明,选择不同的控制区域和外部标准信号,可将螺旋波抑制,系统很快达到均匀态,螺旋波转化成靶波或者形成新的斑图,控制器对噪声有一定鲁棒性.     

He原子非相对论基态能量的变分计算

本文指出了一种现象:当忽略原子核的运动时,He原子非相对论基态变分能量的计算值将会低于实验值.考虑对原子核运动的修正后,通过使用一个带松弛坐标参数k的变分波函数对He原子的非相对论基态能量进行了变分计算,得到比较满意的结果.此计算与变分原理一致.     

亚甲基富勒烯衍生物[6,6]-苯基-C61丁酸甲酯的密度泛函研究

运用密度泛函理论和含时密度泛函理论研究了亚甲基富勒烯衍生物[6,6]-苯基-C61丁酸甲酯(PCBM)的几种物理化学性质, 包括几何结构、电子结构、电荷布居与成键, 以及IR、Raman和电子吸收光谱. 自然键轨道方法的结果表明, 大约有0.11个电子通过成键由分子的一部分苯基和丁酸甲酯基团(电子给体)转移到富勒烯笼(电子受体). 最强的IR和Raman谱峰来自于不同的振动模式, 分别位于1773和1492 cm-1处. 计算的各向同性极化率、极化率各向异性不变量以及超极化率分别是577.7、96.9、-22.8 a.u.. 基于含时密度泛函理论计算并分析了PCBM的电子吸收谱, 在349 nm处的吸收峰与实验结果符合很好.     

(Mg3N2)n(n=1～4)团簇结构与性质的密度泛函研究

用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对(Mg3N2)n(n=1～4)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的振动特性、成键特性、电荷特性和稳定性等进行了理论分析.结果表明:(Mg3N2)n=1～4团簇易形成笼状结构,其最稳定构型中N原子配位数以3、4较多见;团簇主要由Mg-N键组成,Mg-N键长为0.194～0.218nm,Mg-Mg 键长为0.262～0.298 nm;N原子的平均自然电荷为-2.06 e,Mg原子的平均自然电荷为 1.37 e;(Mg3N2)2团簇有相对较高的动力学稳定性.