四氢吡咯双自由基及其等电子体系不同电子态稳定性和NLO性质的理论研究

摘要所选体系为非路易斯分子,即分子中含有一个可分裂的C—C键,两个电子占据非键分子轨道,对这类分子的能量和稳定性的研究已有报道．根据体系中两个自由基电子相互作用不同,该类分子可能具有三种电子态．本文采用密度泛函和从头算等方法在不同基组水平上,对四氢吡咯双自由基（体系a）及其两个等电子体系的NLO性质进行了理论研究．采用不同方法和基组优化体系a三种电子态的几何结构,     

含有Pt―Pt键金属配合物的电子结构和二阶非线性光学性质

采用量子化学密度泛函理论(DFT)结合有限场(FF)的方法对一系列含有Pt―Pt键金属配合物的电子结构和二阶非线性光学(NLO)性质进行了理论计算. 结果表明改变共轭配体对Pt―Pt键影响不大. 由配体到Pt―Pt金属基团的电荷转移强度随配体增长而变大. 金属配合物静态一阶超极化率随配体的增长而增大, 配合物电荷的改变基本不影响这类化合物的二阶NLO性质. 具有相对长的共轭配体的配合物IId具有最大的二阶NLO响应. 含时密度泛函理论(TD-DFT)计算表明配合物IId的二阶NLO响应来自于混有配体到金属的配体内的π→π^*电荷转移跃迁的贡献.     

咖酚伪麻片中盐酸伪麻黄碱的含量

建立高效液相色谱法测定咖酚伪麻片中盐酸伪麻黄碱含量的方法。色谱柱为C18（150mm×4.6mm×5μm）,流动相为0.05mol/L磷酸二氢钠-甲醇（75∶25）,流速为1mL/min,检测波长为210nm。盐酸伪麻黄碱在0.2155—1.0776μg/g范围内线性良好,r=0.9999;盐酸伪麻黄碱的平均收率为100.92%,RSD值为0.41%（n=5）。此法操作简单,准确性好,可用于咖酚伪麻片中盐酸伪麻黄碱的含量测定。     

含有噻唑生色团的Y-型有机分子的二阶非线性光学性质

采用密度泛函理论(DFT)B3LYP/6-31G*方法优化了一系列含有噻唑生色团的Y-型有机杂环分子的几何构型, 在此基础上结合有限场(FF)方法和含时密度泛函理论(TD-DFT)对分子的非线性光学(NLO)活性和电子光谱进行计算分析. 结果表明, 这些分子具有A-π-D-π-A(A: 受体, D: 给体)结构, 分子基态偶极矩、极化率和二阶NLO系数(β)随支链共轭桥的增长及生色团共轭效应的增大而增大. 同时, 该系列有机杂环分子的二阶极化率总的有效值(βtot)与其前线分子轨道能级相关, 分子的前线分子轨道能级差越小, βtot值越大.     

甲基红染料掺杂的聚乙烯醇薄膜光存储特性的实验研究

用2倍频小型YAG激光(532nm)作为写入光和擦除光,用He-Ne激光器623.8nm线作为读出光,用CCD作为探测器,研究了不同写入光功率下,甲基红/聚乙烯醇(MR/PVA)薄膜光栅生长的动力学过程和不同擦除光功率下,光栅擦除的动力学过程.结合光栅生长曲线的波动现象,对光存储机制进行了新的探讨.实验发现,两写入光和读出光的功率配比为1:1:1时,可获得最大衍射效率,提出读出光对写入过程具有双重作用的物理模型,对此实验结果给出了合理的解释.     

近红外发射Lu2O3∶Mn4+荧光粉的制备及其发光特性

采用高温固态烧结方法制备了具有不同Mn4+离子掺杂浓度的Lu2O3∶x;Mn4+荧光粉.应用X射线衍射、荧光激发和发射光谱、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜和发光动力学测量等手段研究了该荧光粉的微结构和发光特性与掺杂浓度的关系.实验结果表明,Mn4离子可掺杂到Lu2O3基质晶格中,在252 nm激发下,可观察到位于695 nm和712 nm的近红外发射峰,其分别来源于Mn4+离子的2E→4A2和4T2→4 A2的跃迁.当Mn4+掺杂浓度为0.1;时,可获得最大的发光强度.通过优化热处理条件(在空气气氛、1400℃温度下热处理5h),可进一步提高Lu2O3∶0.1; Mn4+荧光粉的近红外发光强度和余辉性能.实验发现,经热处理的Lu2O3∶0.1; Mn4+样品中,Mn4+离子占据了Lu2O3基质中的S6和C2两种格位;具有较长寿命的近红外发光来自占据S6格位Mn4离子的贡献,而具有较短寿命的近红外发光则来自占据C2格位Mn4离子的贡献.实验表明,经高温热处理的近红外发射Lu2O3∶Mn4+材料余辉时间大于3 min,其在生物成像方面有潜在的应用前景.     

铕离子掺杂七铝酸十二钙蓝光 发射导电荧光粉的制备及其光学特性

采用碳包埋方法制备了不同Eu~(2+)掺杂浓度的七铝酸十二钙(C12A7∶x%Eu~(2+))导电荧光粉。在254 nm的紫外光激发下,样品呈现出位于444 nm的蓝光宽带发射峰,其来源于Eu~(2+)的4f~65d~1-4f~7跃迁。当Eu~(2+)的掺杂浓度为1.0%时,蓝光发射强度最大。通过漫反射吸收光谱结合经验公式可计算C12A7∶1.0%Eu~(2+)粉末样品的困陷于笼中的电子浓度为3.40×10~(19) cm~(-3)。在空气气氛下对C12A7∶1.0%Eu~(2+)样品进行热处理,通过减少困陷于笼中的电子浓度,即增加困陷于笼中的O~(2-)离子浓度,可进一步提高样品的发光强度。阴极射线发光实验结果表明:铕掺杂七铝酸十二钙蓝光发射导电荧光粉在低压场发射显示器件中有潜在的应用前景。     

科研成果转化为近代物理实验教学内容的研究与实践——以“偶氮染料掺杂聚合物薄膜材料光学特性测量”实验为例

科研成果转化为近代物理实验教学内容对于培养学生的创新能力、提高学生的科研素质和科研能力具有重要的作用。本文介绍了"偶氮染料掺杂聚合物薄膜的材料光学特性测量"系列实验的科研背景和教学设计,并进行了教学总结。     

含不同共轭桥的TCNQ开闭壳层体系NLO性质的DFT研究

采用密度泛函理论(DFT)结合有限场(FF)方法,对不同共轭桥连接的四氰代二甲基苯醌(TCNQ)开壳层和闭壳层电子态的非线性光学(NLO)系数进行计算,并以乙烯桥为例讨论共轭链长度与NLO性质的关系.结果表明:开壳层体系的极化率和二阶超极化率值都大于闭壳层体系,且共轭桥的共轭性越强,体系的极化率和二阶超极化率越大;在自由基体系中,单重态的二阶超极化率随双自由基成分y和自旋多重度的增加而增大.体系的共轭链增长,BLA(BondLength Alternation,共轭分子中相邻单、双键键长差的平均值)逐渐减小,双自由基成分y逐渐增大,体系的二阶超极化率也逐渐增大.     

Theoretical Study on Structural Stability and Nonlinear Optical Properties of Non-conjugated Carbon and Nitrogen Diradical Molecules

The geometrical structures and stability of non-conjugated C5H10 and C3H8N2 singlet and triplet diradical molecules have been investigated at the UCCSD/6-311g** level. The effects of molecular structure, radical position, amount of Hartree Hork (HF) exchange and spin multiplicity on the nonlinear optical (NLO) coefficients have been also investigated. The reliable UCCSD results show that the triplets of all diradical molecules are more stable compared to their singlet analogues. In addition, the α s and β tot values of C5H10 and C3H8N2 triplet diradical mo-lecules have been investigated by the UBHandHLYP, UB3LYP, UBLYP, UHF and UCCSD methods. The investigation shows that the variations in α s and β tot values are closely connected to the amount of HF exchange. The increasing amount of HF exchange results in monotonic decreases in α s and β tot values, while the α s and β totvalues of singlet diradical molecules and the γ s of C5H10 and C3H8N2 singlet and triplet diradical molecules have been studied by the UBHandHLYP method. The results illustrate that the NLO coefficients for our studied non-conjugated carbon and nitrogen diradical species can be tuned by molecular structure, radical position and spin multiplicity, which are very significant for designing NLO materials.