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.     

退火对高Co含量Ti1-zCoxO2磁性半导体的影响

利用磁控溅射仪制备了高Co含量的Ti1-xCocO2磁性半导体样品,并对样品分别在200℃,300℃和400℃进行退火研究.使用透射电子显微镜(TEM)对退火前后样品的结构进行表征,并用X射线光电子能谱(XPS)对退火前后样品中Co元素的化学状态进行鉴定.结果表明高Co含量的Ti1-xCoxO2磁性半导体处于一种亚稳状态,300℃以上的温度便使其结构与成分发生巨大变化.利用超导量子干涉磁强计(SQUID)测量退火前后样品的磁特性.结果表明样品的磁性有了明显的变化,这源于磁性产生的不同机理.     

密度泛函理论计算内掺氢分子富勒烯H2@C60及其二聚体的几何结构和电子结构

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(generalized gradient approximation, 简称GGA),对内掺氢分子富勒烯H2@C60及其二聚体的几何结构和电子结构进行了计算研究.发现无论是在H2@C60单体,还是在其二聚体中,氢倾向以分子形式存在于碳笼中心处,且在室温下氢分子可以做自由旋转.电子结构分析表明,氢分子掺入到C60和C120中,仅对距离费米能级以下-8eV至-5eV能级处有一定的贡献,其他能级的分布和能隙几乎没有变化.     

Co掺杂ZnO薄膜的结构和磁学性能

研究了用单束脉冲激光沉积法制备的Co掺杂ZnO薄膜的结构和磁学性能。XRD表征结果表明制备的薄膜是具有沿c轴择优取向的纤锌矿点阵结构。然而,进一步的高分辨电子显微镜结果显示整个样品上的晶体取向并不完全相同。很难说明形成了单晶。结果分析表明Co占据了部分Zn的格点,并对电子结构产生了影响。室温下观察到了磁滞回线,显示掺杂Co可以实现ZnO的磁性翻转,但磁性比较小。该薄膜与我们以前用双束脉冲激光沉积法制备的Co掺杂ZnO薄膜具有相似的性能,提示我们其内部的机制可能相似。     

利用界面激基复合物发射大致估算稀土配合物LUMO能级

研究了一种利用无荧光稀土配合物与同一受体材料形成的界面激基复合物的发射来大致估算其最低未占据轨道(LUMO)能级简单方法.镥、钆、钪三种稀土配合物与星形爆炸物形成的激基复合物发射峰位分别在590,607和656 nm,与此相对应LUMO能级计算结果大致为3.0,3.06,3.21 eV.     

BenLa (n=1-18) 团簇的结构、电子性质和磁性

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,在多种初始构型下充分考虑自旋多重度,研究了BenLa团簇的平衡几何结构、电子性质和磁性.结果表明:BenLa团簇的基态附近有许多能量非常接近的同分异构体,说明该团簇结构较复杂,对其基态的寻找极具挑战性.BenLa团簇具有磁性且稳定性远高于Ben+1团簇,由此可知通过选择合适的掺杂元素可能得到高稳定性的磁性团簇.Be17La团簇特别稳定且能隙与主团簇的能隙相当.体系的磁矩主要来自外层未成对的价电子且La元素的贡献是主要的,除BeLa,Be3La团簇的磁矩为3μB外,其余的都为1μB.     

Study on Interaction Between Two Parallel Plates with Iteration Method in Functional Theory

利用泛函分析理论中的迭代法,分别计算了平行平板双电层在高、中、低电位下的相互作用能,并以数值法所得结果为参照,在各电位下分别与Debye-Hückel线性近似法、Langmuir近似法所得的结果进行比较．结果表明,DH线性近似法和Langmuir近似法均只能分别局限于极低或极高电位,而泛函迭代法不但有简单的解析表达式,而且在各种电位下都能得到较满意的结果.     

磁性纳米材料结构中的自旋操控及其应用

当对磁性金属／非磁性金属或绝缘纳米层／磁性金属等组成的磁性多层结构加上电压时,发现通过系统电流的大小受到磁性金属层相对磁化方向的调制。当磁化方向平行时,系统的电阻较小,而当磁化方向反平行时,系统的电阻较大,且两者的相对变化率较大。     

原子在双腔场间的共振隧穿

考虑单个二能级原子穿过2个空间分离的单模腔场,研究原子质心运动的动能、腔长与腔间距对原子透射率的影响。结果表明：当原子的动能比较大时,原子有足够的能量穿透腔场对其的阻挡,此时只有腔长的变化对原子的透射有微小的影响而腔间距的作用则可以忽略;当原子的动能较小时,原子本身的能量小于腔场势垒的能量,此时腔长与腔间距对原子透射率的影响极为明显。     

Solvent Reorganization Energy and Electronic Coupling for Intramolecular Electron Transfer in Biphenyl-Acceptor Anion Radicals

基于非平衡溶剂化理论和连续介质模型修改了GAMESS中的相关程序,实现了电子转移溶剂重组能的数值计算. 采用修改后的程序计算得到了联苯-雄甾烷-萘和联苯-雄甾烷-菲这两个体系电子转移的溶剂重组能约为60 kJ/mol. 这个结果与实验拟合值符合的很好. 利用线性反应坐标与Koopmans定理计算了电子转移耦合矩阵元,结果与实验拟合值有可比性.