NaBn(n=1—9)团簇的几何结构和电子性质

应用密度泛函理论(DFT)中B3LYP方法在6-311+G(d)水平上计算并分析了 NaB_n(n=1—9)团簇的几何结构及电子性质. 同时, 讨论了团簇的平均结合能、能级间隙、二阶能量差分和极化率.研究表明:NaB_n(n=1—9) 团簇基态绝大多数为平面构型. 能级间隙和二阶能量差分结果表明NaB₃与NaB₅是幻数团簇. 另外, 对平均线性极化率和极化率的各向异性不变量研究表明基态NaB_n团簇的电子结构随B原子的增加虽然趋于紧凑, 但尚未形成特定的堆积方式.     

自辐射场下PuO分子光谱研究

在相对论有效原子实势近似下, 以Pu为SDD基组、O为6-311+G^*基组, 采用优选的密度泛函 B3LYP方法, 研究了用电场摸拟钚本身产生自辐射场(-0.005—0.005 a.u.) 作用下氧化钚(PuO)基态分子的最高占据轨道(HOMO)能级E_H、最低空轨道(LUMO)能级E_L、能隙E_g和费米能级E_F. 结果表明: 在所加的电场范围内, E_H随着电场的增加均逐渐减少, E_F随着电场的增加均逐渐增大, E_g始终处于增大的趋势, 费米能级E_F上升, 占据轨道的电子难以被激发至空轨道而形成激发态, PuO分子在自辐射场中更趋于稳定, 可以阻止O₂, H₂等扩散到表面内层而腐蚀钚表面, 有利于了钚在自辐射场中抗腐蚀.     

Na2分子X1∑+g,A1∑+u和B1Ⅱu态的势能函数

使用SAC/SAC-CI方法,利用6-311 g,6-311g**及cc-PVTZ等基组,对Na2分子的基态(X1∑ g)、第一激发态(A1∑ g)和第二激发态(B1Ⅱu)的平衡结构和谐振频率进行计算.通过对3个基组的计算结果的比较,得出6-311g**基组为3个基组中最优基组的结论;使用6-311g**基组,分别利用SAC的GSUM(Group Sum of Operators)方法对基态(X1∑ g),SAC-CI的GSUM方法对激发态(A1∑ u)和(B1Ⅱu)进行单点能扫描计算,用正规方程组拟合Murrell-Sorbie函数,得到相应电子态的完整势能函数.用得到的势能函数计算与基态(X1∑ g),第一激发态(A1∑ u)和第二激发态(B1Ⅱu)相对应的光谱常数(Be,αe,we和weXe),结果与实验数据基本吻合.     

Spin polarization effect for molecule Ta2

Density functional theory （DFT） （B3p86） has been used to optimize the structure of the molecule Ta2. The result shows that the ground state of molecule Ta2 is a 7-multiple state and its electronic configuration is ^7∑u^＋, which shows the spin polarization effect for molecule Ta2 of transition metal elements for the first time. Meanwhile, spin pollution has not been found because the wavefunction of the ground state does not mix with those of higher states. So, the fact that the ground state of molecule Ta2 is a 7-multiple state indicates a spin polarization effect of molecule Ta2 of the transition metal elements, i.e. there exist 6 parallel spin electrons and the non-conjugated electrons are greatest in number. These electrons occupy different space orbitals so that the energy of molecule Ta2 is minimized. It can be concluded that the effect of parallel spin of the molecule Ta2 is larger than the effect of the conjugated molecule, which is obviously related to the effect of d-electron delocalization. In addition, the Murrell-Sorbie potential functions with parameters for the ground state ^7∑u^＋ and other states of the molecule Ta2 are derived. The dissociation energy De, equilibrium bond length Re and vibration frequency we for the ground state of molecule Ta2 are 4.5513eV, 0.2433nm and 173.06cm^-1, respectively. Its force constants f2, f3 and f4 are 1.5965×10^2aJ.nm^-2, -6.4722×10^3aJ·nm^-3 and 29.4851×10^4aJ·nm^-4, respectively. Other spectroscopic data we xe, Be and αe for the ground state of Ta2 are 0.2078cm^-1, 0.0315 cm^-1 and 0.7858×10^-4 cm^-1, respectively.     

Li2分子X1∑+g,A1∑+u和B1Ⅱu态的势能函数

使用SAC/SAC-CI方法,利用D95、D95(d)、6-311g以及6-311g(d)等基组,对Li2分子的基态(X1∑+g)、第一激发态(A1∑+u)及第二激发态(B 1Ⅱu)的平衡结构和谐振频率进行了优化计算.通过对四个基组的计算结果的比较,得出了D95(d)基组为四个基组中的最优基组的结论;使用D95(d)基组,利用SAC的GSUM(Group Sum of Operators)方法对基态(X1∑+g)、SAC-CI的GSUM方法对激发态(A1∑+u和B1Ⅱu)进行单点能扫描计算,用正规方程组拟合Murrell-Sorbie函数,得到了相应电子态的完整势能函数;从得到的势能函数计算了与基态(X1∑+g)、第一激发态(A1∑+u)和第二激发态(B1Ⅱu)相对应的光谱常数(Be,αe,ωe和ωexe),结果与实验数据较为一致.其中,基态、第一激发态与实验数据吻合得非常好.     

偶极电场作用下β-ZnS分子结构和发光特性

采用密度泛函(B3P86/6-311g**)方法研究了偶极电场作用下β-ZnS发光影响,发现β-ZnS最高占据轨道(KSHOMO)与最低占据轨道(KSLUMO)能隙是1.973 9～1.467 6 eV,而采用HFSCF方法能隙大于7.789 2eV.适当强度外电场作用下β-ZnS分子的受激发射波长与实验值吻合较好,说明β-ZnS分子具有受激发射的发光特性.x     

锂原子修饰硼原子链团簇的结构和储氢性能研究

采用密度泛函方法对锂原子修饰线型硼原子链团簇Li_2B_n(n=2~8)的结构及其储氢性能进行理论研究.结果显示,Li原子可键合于硼链团簇的两端,氢能以分子形式吸附在Li原子周围,每一个Li原子最多可吸附4个氢分子,氢分子的平均吸附能为2.020~2.832 kcal.mol~(-1).其中Li原子修饰B2小团簇的质量储氢分数最大,为31.24 wt%,表明在常温常压条件下它有可能成为一种潜在的储氢媒介.     

自辐射场下UO_3分子光谱研究

铀原子和氧原子分别使用相对论有效原子实势(Relativistic Effective Core Potential)和6-311+G(d)基组,采用优选的密度泛函B3P86方法,研究了铀本身产生自辐射场(-0.005~0.005 a.u.)作用下UO_3基态分子的最高占据轨道(HOMO)能级EH、最低空轨道(LUMO)能级EL、能隙Eg、费米能级FL和谐振频率ν.结果表明:UO_3分子在自辐射场中的谐振频率ν2(b1)、ν3(a1)、ν4(a1)和ν6(b2)与实验值151.5 cm-1、186.2 cm-1、745.7cm-1和852.6 cm-1基本吻合.EH随自辐射场的增加而减少,EL随自辐射场的增加而增大,Eg始终处于增大的趋势,费米能级FL上升,占据轨道的电子难以被激发至空轨道而形成激发态,UO_3分子在自辐射场中更趋于稳定,可以阻止O_2、H2等扩散到表面内层而腐蚀铀表面,有利于了铀在自辐射场中抗腐蚀.     

介观RLC电路的量子效应

将介观电容器看作介观隧道结,对介观RLC电路作了相应的量子力学处理.研究了介观RLC电路系统的量子态演化.研究表明:考虑介观电容耦合效应的影响,介观RLC电路系统将由初始的Fock态演化到压缩Fock态,并讨论了电荷及磁通在压缩Fock态下的量子涨落.     

PuH2分子激发态的外场效应

采用密度泛函(DFT)方法B3LYP/Gen,在Pu为SDD基组、H为6-311 G**基组水平上优化得到了分子轴方向不同电偶极场(-0.005~0.005 a.u.)作用下,二氢化钚的基态电子状态、几何结构和分子总能量.在优化构型下用同样的基组采用含时密度泛函(TDDFT)方法(TD-B3LYP)研究了同样外电场条件下对二氢化钚的激发能、振子强度、自旋污染和Pu原子正电荷的影响.计算结果表明,分子几何构型与电场大小和方向呈现较强的依赖,H-Pu-H的角度线性减少,分子总能量线性减少;自旋污染随电场增加线性增加;Pu原子正电荷随电场增加而线性减小;激发能随电场强度增加而减小,且对电场方向的依赖呈现近似对称性,满足Grozema关系.电场对振子强度的影响比较复杂,但仍满足跃迁选择定则.