应力下SmNiO_3钙钛矿氧化物薄膜材料的电导与红外光电导

稀土镍基钙钛矿氧化物RNiO_3(R为稀土元素)可以在温度触发下发生从电子游离态到局域态的金属绝缘体转变,这一特性在传感器,数据存储,调制开关等方面具有可观的应用价值.本文通过脉冲激光沉积法,在钛酸锶(SrTiO_3)、铝酸镧(LaAlO_3)单晶衬底上准外延生长热力学亚稳态镍酸钐(SmNiO_3)薄膜材料,利用薄膜与衬底间晶格失配引入界面应力,实现对SmNiO_3电子轨道结构与金属绝缘体相变温度的调节.结合电输运性质与红外透射实验的综合表征研究,论证了双向拉伸应变引起的晶格双向拉伸畸变,可以引起SmNiO_3的禁带宽度的展宽,从而稳定绝缘体相并提高金属-绝缘相转变温度.进一步结合近边吸收同步辐射实验表征,揭示了拉伸应变稳定SmNiO_3绝缘体相的本质在于Ni—O成键轨道在双向拉伸形变作用下的弱化,使得镍氧八面体中的价电子偏离镍原子从而稳定SmNiO_3的低镍价态绝缘体相.     

氟代寡聚噻吩系列衍生物的载流子传输性质的理论研究

基于密度泛函理论方法, 采用Marcus电荷转移公式, 分别从几何和电子结构、 重组能、 转移积分及迁移率等方面研究了氟代寡聚噻吩系列衍生物中噻吩环个数、 全氟代苯位置的改变及F原子的引入对体系载流子传输性质的影响. 计算结果表明, 化合物1b, 1c和1d的电子迁移率随着噻吩单元个数的增加而逐渐升高, 因此可以通过增加噻吩单元个数来提高其电子迁移率; 而对于化合物1d, 2a和2b而言, 氟代苯位置的改变对传输性质产生了较大的影响, 其中化合物1d具有良好的平面性和π-π堆积, 传输性能最好, 有望成为良好的双极性传输材料; 比较化合物2b与3可以发现, F原子的引入增大了化合物2b的载流子迁移率, 为实验设计高迁移率的传输材料提供了理论依据.     

制备温度对Fe-B纳米金属玻璃组成及性质的影响

通过调变反应温度,制得了B含量变化范围较大的Fe100-xBx(x=23～40)系列纳米金属玻璃。用Mossbauer,ICP,XRD,TEM,DSC等实验手段,研究了制备条件对B含量的影响及其原因,样品的结构、晶化温度/微粒的聚集状态和表观粒度等物性与反应温度(B含量)的关系,揭示了Fe-B纳米金属玻璃的化学制备研究中反应温度的重要作用。     

第31届中国化学奥林匹克竞赛第3题的理论与实验研究

以第31届中国化学奥林匹克（决赛）试题第3题为素材，进行了理论及实验研究。理论计算表明，不同的观察标准可以导致不同的答案。而理论结果与实验结果并不统一，考虑活度系数的影响后2者取得高度的一致。     

Electron-impact ionization cross section calculations for lithium-like ions

The electron-impact ionization of lithium-like ions C³⁺,N⁴⁺,O⁵⁺,Ne⁷⁺,and Fe2³⁺is studied using a combination of two-potential distorted-wave and R-matrix methods with a relativistic correction.Total cross sections are computed for incident energies from 1 to 10 times of ionization energy and better agreements with the experimental results are obtained in comparison with the theoretical data available.It is found that the indirect ionization processes become significant for the incident energy larger than about four times of the ionization energy.Contributions from the exchange effects along the isoelectronic sequence are also discussed and found to be important.The present method can be used to obtain systematic ionization cross sections for highly charged ions across a wide incident energy range.     

氙气中辐射激波的发光特性

本文模拟研究了氙气中X射线加热产生辐射激波的发光特性.辐射激波采用Zinn模型计算,并在模型中输入氙气的辐射不透明度和状态方程参数.研究发现,辐射激波伴随着丰富的光学演化过程,激波对外辐射强度表现出两个明显的亮度峰值和一个亮度极小值,辐射光谱也经常偏离黑体辐射光谱.对氙气不同位置光学特性的分析可知,激波和内部高温区的辐射吸收系数的动态演化导致了辐射激波的发光位置和辐射强度的变化.     

NBO电荷计算对电中性原理的检验

我们在B3LYP/6-31++G（d，p）计算级别下计算了[M（H₂O）₆]³⁺（M=Sc~Co）、[Co（Ⅲ）L₆]（L=F^-、H₂O、NH₃、CN^-），以及基于α-Al₂O₃晶体结构搭建的铝氧簇Al₃O（OH）₇（H₂O）₅（Al₃）和Al₆O₆（OH）₆（H₂O）₅（Al₆）的NBO电荷。除[Co（NH₃）₆]³⁺外，其它化合物均不符合经典教科书中的电中性原理，具有超出-1~+1范围的电荷。此外，我们发现中心原子的电荷受到配位原子种类的极大影响，而这一规律未在电中性原理的表述中。计算结果表明，从[CoF₆]^3-到[Co（CN）₆]^3-，中心离子上所带电荷量从+1.639变化至-1.360，且中心离子上所带电荷随其离子势的增大而降低。另外基于对铝氧簇的计算，我们预测α-Al₂O₃中的Al原子所带电荷应为2.1±0.1。     

损伤拉索的等效弹性模量及其参数分析

损伤拉索会出现线形松弛、应力水平降低的情况,必然会影响拉索的等效弹性模量。本文首先引入损伤程度、位置及范围3个参数,用以描述拉索损伤形态的特征,建立损伤拉索索力和线形计算公式,采用数值方法计算了损伤拉索弦向等效弹性模量精确数值,并和经典的等效弹性模量公式的计算结果进行了比较分析,分析了考虑损伤时两种不同计算方法结果的误差。计算表明,对于500m弦向长度以内的损伤拉索,拉索的弦向长度Lc越大,倾角越小,等效弹性模量的损失越大,并且应用割线模量公式计算的误差也越大,当Lc=500m时,损伤拉索相对误差值在2.5%~4.5%之间。弦向应变越小,等效弹性模量损失越大,弦向应变在[0.001,0.004]内,应用割线模量公式计算的相对误差小于3.5%。损伤程度及损伤范围对引用等效弹性模量公式的误差影响较大,倾角对等效弹模公式相对误差的影响也不容忽视。弦向长度、弦向应变、倾角和损伤程度参数都是通过改变拉索的松弛程度进而影响等效弹性模量的数值以及公式的误差。     

染料敏化太阳能电池中额外给体引入对经典D-π-A型敏化剂性能影响的理论研究

为了探讨D-D-π-A型染料中双给体对敏化剂性能的影响, 本文结合密度泛函理论(DFT)及含时密度泛函理论(TD-DFT)对染料1~4的几何结构、 电子结构、 吸收光谱、 电化学性质、 电子复合程度以及半导体导带边缘的移动等进行了对比研究. 结果表明, 相比于经典的D-π-A型染料分子1, 在分子2~4(D-D-π-A型双给体染料) 中额外引入给体, 尽管对导带能级移动的改变不是很显著, 但是可以改变体系的共轭程度, 增加染料的光吸收强度. 重要的是, 额外给体的引入可以显著增加染料阳离子空穴-半导体之间的距离, 从而减缓注入电子与染料阳离子的复合; 在额外给体中引入杂原子可以使I₂聚集在染料外侧, 从而降低电解质在半导体表面的局域浓度, 进而减缓注入电子与电解质之间的复合速率. 因此, 通过在经典的D-π-A型染料上引入额外的电子给体构筑D-D-π-A型染料可以有效调节染料的光吸收、 电化学及电子复合等方面的性质, 是设计合成高性能染料的可行策略.     

无机固体化合物中常见的氢键类型、结构和强度

分析了无机固体化合物中常见的氢键给体和受体、常见的氢键类型、常见的氢键结构以及影响氢键强度的各种因素。氢键的强度与氢键给体和受体有关,也和氢键的结构排列有关。此外,氢键给体X-H中X原子和受体原子Y的配位以及其他结构效应(如协同、合作、反合作或竞争效应)及晶体的堆积都会影响氢键的强度。