密度泛函理论研究2种新型染料分子的分子内电荷转移现象

采用量子化学方法研究了2种新型有机染料分子P1和P4,几何优化和基态性质计算采用B3LYP密度泛函,基组为6-311G(d).由于P1和P4分子中分别存在2个对称的吸电子基团,所以2个染料分子的电子结构存在明显的特点:2个紧邻简并最低空轨道(LowestUnoccupied Molecular Orbital,LUMO)轨道.P1和P4最高占据轨道(Highest Occupied Mo-lecular Orbital,HOMO)到LUMO轨道的跃迁能级差分别为2.79和3.26eV.同时,采用含时密度泛函方法(Time-Dependent Density Functional Theory,TDDFT)研究了2个染料分子的激发态性质.通过电荷差异密度理论方法(Charge Different Density,CDD)直观的展示了分子内电荷转移的现象.对于P1,电荷转移的方向是从苯甲酸基团到2个二氰乙烯基噻吩苯基团;对于P4,电荷是由2个二氰乙烯基联苯基团基团向苯甲酸基转移.     

Optical Properties of Neutral and Charged Low Band Gap Alternating Copolyfluorenes: TD-DFT Investigation

用含时的密度泛函(TD-DFT)方法研究了低带隙的中性和带电的交替共聚芴(Green 1),该化合物是由烷基取代芴和(1,2,5-噻吩基-3,4-硫重氮基)喹喔啉噻吩(T-TDQ-T)单元交替重复组成,对他们的激发态特性用二维(2D)和三维(3D)实空间分析方法做了进一步分析．对于中性的Green 1,分别得到其带隙、键能、激子结合能和核驰豫能．用3D跃迁密度方法对中性和带电的Green 1的跃迁偶极矩进行比较可显示出跃迁偶极矩的取向和强度;用3D电荷差异密度方法显示出激发后的中性和带电的Green 1电荷重新分布和比较,用2D实空间分析方法(跃迁密度矩阵)来研究中性和带电的Green1处于激发态时的电子空穴相干性．中性Green 1的激发态特性分别用TD-DFT和ZINDO两种方法进行了计算,比较得出电子-电子相互作用(在TD-DFT中)对激发态性质的重要影响．     

在化学实验课程教学中引入模拟创业的探索和体会

Under the background of the times when the state promotes innovation and entrepreneurship, the department of chemistry of Fudan University has introduced the concepts of innovation and cost accounting into the laboratory course of analytical chemistry to cultivate students' awareness of entrepreneurship and environmental protection etc. At the same time, it can further enhance students' interest in the laboratory course.     

快速边界识别算法用于达曼光栅掩模数据生成的研究

针对达曼光栅的数据写入问题,提出了一种快速边界识别算法（FBIA）用于复杂二元光学图形掩模的CIF格式数据的生成。该算法首先识别出达曼光栅图形的边界点,然后按照左手原则对边界点进行排序并构成闭合曲线。针对闭合曲线中可能出现的“孤岛”,该算法可自动识别并依据其数量对图形重新分割取点。结果表明FBIA算法具有搜索快、效率高等优点,可广泛应用于各种二元位相型元件CIF格式掩模板数据的生成。     

含时密度泛函理论研究低带隙的中性和带电的交替共聚芴的光学特性

用含时的密度泛函（TD—DFT）方法研究了低带隙的中性和带电的交替共聚芴Green 1）,该化合物是由烷染取代芴和（1,2,5-噻吩基-3,4-硫重氮基）喹喔啉噻吩（T—TDQ—T）单元交替重复组成,对他们的激发态特性用二维（2D）和三维（3D）实空间分析方法做了进一步分析．对于中性的Green 1,分别得到其带隙、键能、激子结合能和核驰豫能．用3D跃迁密度方法对中性和带电的Green 1的跃迁偶极矩进行比较可显示出跃迁偶极矩的取向和强度;用3D电荷差异密度方法显示出激发后的中性和带电的Green 1电荷重新分布和比较,用2D实空间分析方法（跃迁密度矩阵）来研究中性和带电的Green 1处于激发态时的电子空穴相干性．中性Green 1的激发态特性分别用TD—DFT和ZINDO两种方法进行了计算,比较得出电子-电子相互作用（在TD—DFT中）对激发态性质的重要影响．     

金属-配体复合物的金属到配体、配体到配体电荷转移的可视化

利用三种方法可视化化了Ru（II）ammine的金属到配体的电荷转移．首先原子分辨的态密度显示HoM0上的密度主要在Ru上,LUMo上的态密度在ammine上,这说明Ru上激发的电子会转移到ammine配体上．第二,电荷差异密度揭示了所有的窄穴都在Ru上,所有的电子都在ammine上．第三,跃迁密度矩阵揭示了Ru和Hammine上的电子空穴对的相关性．这三种方法也用来研究Os（bpy）2（pop）Cl的金属到配体的电荷转移和Alq3配体到配体的电荷转移．     

球型量子点量子比特的声子退相干效应

采用求解能量本征方程、幺正变换及变分相结合的方法,研究声子效应对球型量子点中电子-声子系（极化子）能量、量子比特性质的影响。数值计算表明,能量随量子点尺寸的增大而减小,说明量子点具有明显的量子尺寸效应;当考虑声子效应时,能量、量子比特的振荡周期均减小,说明声子效应使得量子比特的相干性减弱;且量子比特内各空间点的概率密度均随时间做周期性振荡,不同空间点的概率密度随径向坐标和角坐标的变化而变化。     

声子和温度对球型量子点中极化子性质的影响

采用求解能量本征方程、幺正变换及变分相结合的方法,研究声子和温度对球型量子点中极化子性质的影响.数值计算表明,声子效应导致极化子的基态能量低于电子能量,且极化子基态能量随电子-声子耦合强度的增大而降低.数值计算还表明,当温度较低,使得电子热运动能量小于声子能量时,声子不会被激发,极化子的基态能量不随温度的变化而变化;在温度较高,使得电子热运动能量大于声子能量时,电子和晶格热运动加剧,更多的声子被激发.极化子的基态能量随温度的升高而增大.     

在双色场中使用相干叠加态来提高高次谐波的发射

本文提出了一种在双色场中使用相干叠加态来提高高次谐波发射效率的方法.我们首先通过在800 nm基本激光脉冲上添加一束控制激光脉冲在理论上得到双色合成激光场;其次,通过求解一维含时薛定谔方程,计算得到了体系处于不同初始态时的高次谐波谱,并结合时频分布图时其微观机理进行分析.计算结果表明,使用相干叠加态作为体系的初始态,通过调节两束激光的相对相位可以有效实现提高高次谐波的发射效率的目的.     

突破衍射极限的超级透镜技术及其应用研究

基于超材料的超级透镜能让携带物体高频信息的倏逝波分量参与成像,从而实现对小于半个工作波长的超精细结构的分辨。分析了几种典型的超透镜,如近场、远场和双曲超透镜的工作原理和研究进展,并对超透镜技术在实时生物成像、高密度光存贮、光刻等方面的应用前景进行了分析和总结。