3d过渡金属掺杂M_2@Si_(20)(M=Sc-Zn)团簇的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论(DFT)研究3d过渡金属掺杂硅团簇的几何结构和稳定性,计算了绝热电子亲和能和垂直电离能,内嵌双金属间距,自旋磁矩等.结果表明内嵌的Sc、Ti、V、Mn金属二聚体和十二面体硅笼构成了稳定的富勒烯结构,随着d电子数目的增加其内嵌的富勒烯构型有部分畸变,总体而言Si_(20)团簇掺杂双金属后稳定性得到了提高.     

利用静电场中光电离效率谱精确确定1,3-二乙氧基苯分子的电离能

电离能是原子和分子的重要的特性参数,在光物理和光化学过程中起着重要作用,精确电离能对相关研究具有重要意义.电离能是调试零动能光谱信号的重要参考数据,在判断异构物数量和分子构型方面也起着关键作用.1,3-二乙氧基苯是一种重要的苯的衍生物,实验证实在超声分子束中包含两种旋转异构物Ⅰ(downup)和Ⅲ(down-down).它们的精确电离能还未见文献报道.本文采用直线式飞行时间质谱仪测量了静电场中1,3-二乙氧基苯光电离效率曲线,通过不同电场强度下测量的电离能(Stark效应)对场强的平方根线性拟合给出了两种异构物Ⅰ和Ⅲ精确的电离能分别为(62419±2)cm^–1和(63378±2)cm^–1.相对于通常的脉冲电场加速机制和零动能光谱测量的电离能,精确度大约分别由(±10)cm^–1和(±5)cm^–1提高到(±2)cm^–1.分析和讨论了不同方法测量的物理机制和优缺点.     

基于认知模型进阶的“元素周期律”教学——选择元素制备储氢材料

以科学研究热点“储氢材料”为载体进行选择性必修阶段“元素周期律”的教学。应用必修阶段已有的“元素及物质的系统认知模型”,通过选择元素制备金属氢化物、解析氨硼烷2个教学环节,在真实问题解决过程中基于认知需求认识电离能、电负性,了解双氢键,并将新认知与已有认知模型进行融合,实现认知模型进阶和系统思维能力发展,培养社会责任感。     

增强型Cascode结构氮化镓功率器件的高能质子辐射效应研究

针对增强型共栅共源(Cascode)级联结构和耗尽型AlGaN/GaN功率器件,利用60 MeV能量质子开展辐射效应研究.获得了经质子辐照后器件电学性能的退化规律,并与常规耗尽型HEMTs器件辐照后的电学性能进行了比较,发现增强型Cascode结构器件对质子辐照更加敏感,分析认为级联硅基MOS管的存在是其对质子辐照敏感的主要原因.质子辐照使硅基MOS管栅氧化层产生大量净的正电荷,诱导发生电离损伤效应,使其出现阈值电压负向漂移及栅泄漏电流增大等现象.利用等效(60 MeV能量质子,累积注量1×10¹² p/cm²)剂量的⁶⁰Co γ射线辐射器件得到电离损伤效应结果,发现器件的电学性能退化规律与60 MeV能量质子辐照后的退化规律一致.通过蒙特卡罗模拟得到质子入射在Cascode型器件内诱导产生的电离能损和非电离能损,模拟结果表明电离能损是导致器件性能退化的主要原因.     

丁酮分子内价轨道1a″的电子动量谱学研究

用高分辨率电子动量谱仪进行丁酮分子的结合能谱和内价轨道1a″电子动量谱的实验工作，以及用Hartree-Fock和密度泛函理论方法对1a″轨道电子动量谱的理论研究. 得到了各价轨道的电离能值以及理论计算的总能、偶极矩和1a″轨道的二维密度图. 并比较了内价轨道1a″的电子动量谱的实验和理论计算结果，实验结果与理论计算符合较好.     

分子拓扑学方法估算多环芳香烃类化合物的电离能

在构建多环芳烃类化合物分子的邻接矩阵主对角元时,结合烷基极化效应指数考虑分子图顶点的性质,以分子碎片C、CH、CH2、CH3等的相对能量作主元,用分子拓扑学方法构建了多环芳香烃类化合物新的邻接矩阵.研究结果发现,新的邻接矩阵特征根与多环芳香烃类化合物的电离能有良好的相关性Ipi=4.756+2.870OMOi,R=0.9853,s=0.1765,n=446.用这种新方法估算多环芳香烃类化合物的电离能,所用参数少且为分子结构性参数,稳定可靠,计算简便,结果较满意.     

类锂体系(Z=21-30)基态1s22s电离能和相对论项能的理论计算

使用全实加关联方法和里兹(Ritz)变分方法计算了类锂体系(Z=21-30)基态1s22s的非相对论能量和波函数;包括动能修正、电子-电子接触项、轨道-轨道相互作用项以及Darwin项的相对论修正和质量极化项由全实加关联波函数的一阶微扰给出,量子电动力学修正QED(quantum electronic dynamic)由有效核电荷方法和类氢公式计算;给出了中等核电荷的高电离类锂体系基态的电离能、相对论效应的项能(term energy),并将计算结果与实验数据进行了比较,表明FCPC方法对于较高核电荷类锂体系结构的理论计算仍然十分有效.     

相邻类氢离子电离能关系的研究

根据类氢离子电离能的实验值和相邻元素电离能的相关约束方程,定量地建立了各元素类氢离子电离能与核电荷数的较为精确的递推关系.其推算结果与实验值的相对误差小于0.001%,与相对论自洽场方法计算的结果相比,其相对误差也小于0.001%.     

甲醇分子(CH3OH)光谱性质的理论计算

研究了气相甲醇分子(CH3OH)基态和激发态性质。在对不同方法基组所得计算结果和实验结果进行比较之后,选用MP2(full)/6-311++G(2d,2p)理论方法进行计算,得到甲醇分子(CH3OH)基态和三重激发态的几何结构、能量以及频率信息;频率计算显示基态和三重态都为稳定构型。从三重态的结构出发,解释了三重态势能面为排斥型势能面的合理性。计算了甲醇分子单重激发态的垂直激发能,比较不同方法不同基组计算的甲醇分子单重激发态的垂直激发能,发现用TDDFT 中的b3p86方法使用6-311++G**基组的计算值和实验值符合得最好。计算得到的甲醇分子在MP2(full)/6-311++G(2d,2p)的绝热电离能和垂直电离能分别为11.18eV和11.32eV;计算得到的绝热电子亲和势与垂直电子亲和势分别为0.888eV和0.893eV。计算结果对实验研究有指导意义。     

环戊烯分子内价轨道1a′的电子动量谱学研究

报道了环戊烯（C₅H₈）分子1a′轨道的电子动量谱，并且给出了价 轨道的电离能谱信息 .实验在非共面对称几何条件下用能量多道型电子动量谱仪完成，入射电子的能量为1200 eV 加结合能.通过Hartree-Fock 和密度泛函方法计算得到了C₅H₈分子 1a′轨道的动量谱. 对1a′轨道的电子动量谱的实验值和理论计算进行了比较，得到了该轨道的极强度（pole s trength）的信息.