噻吩环取代掺杂一维共轭碳基材料的电子输运

一维共轭碳基材料以苯环为基本单元,具有优越的导电性,分子光电器件的发展要求其在高导电性的前提下兼具富电子或少电子特征.本工作设计了噻吩环取代掺杂一维共轭碳基材料的寡聚苯并[1,2-b：4,5-b']二噻吩（BmT）和寡聚噻吩（TnP）分子模型,利用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法研究了掺杂位置和掺杂程度对其输运行为的影响.噻吩环在一维共轭碳基材料上的取代掺杂有效提升了材料的电子输运效率.BmT和TnP分子的导电特性随分子长度的变化表明分子的共轭程度决定了电子输运效率.反式BmT和TnP分子具有多条电子传输路径,而顺式BmT和TnP分子随着分子长度增加,经历了由单条电子传输路径至多条电子传输路径的转变.该研究结果为开发高性能碳基分子电子材料提供了重要参考.     

石墨烯氧化程度对Ni(OH)2赝电容性能的影响

基于密度泛函理论(DFT)设计了一系列不同氧化程度的还原氧化石墨烯片(rGNOs)并研究了其表面的氧化缺陷与吸附的氢氧化镍(Ni(OH)₂)之间的相互作用. 结果发现,rGNOs表面的含氧基团与Ni(OH)₂之间的吸附能与含氧基团的氧化程度相关. 在吸附Ni(OH)₂后,rGNOs的原子间距和电荷分布的变化也都受rGNOs表面的含氧缺陷的氧化程度影响. 理论计算的结果与实验观察的结果一致并能给出合理的解释.我们用简单的恒电位电化学沉积法有效地在rGNOs表面制备了粒径只有5 nm的Ni(OH)₂纳米粒子. 在Ni(OH)₂/rGNOs制备过程中,氧化石墨烯的电化学还原是关键步骤. Ni(OH)₂上吸附的Ni(OH)₂因具有更高的吸附能而使其与在镍膜表面直接吸附的Ni(OH)₂(在5 mV·s^-1下比电容为656 F·g^-1)相比具有更高的比电容值(在5 mV·s^-1下为1591 F·g^-1).rGNOs在吸附Ni(OH)₂后构型和电荷分布的变化导致Ni(OH)₂具有更低的等效串联电阻和更佳的频率响应.Ni(OH)₂/rGNOs优异的赝电容特性表明其有潜力成为新型赝电容器材料.     

金属纳米线中凸凹微结构对初始形变的影响

构建了具有代表性的系列凸纳米线和凹纳米线,利用分子动力学模拟研究了2种微结构对拉伸形变的影响.结果表明,微凸纳米线与单晶纳米线表现出类似的行为,其能量和应力应变曲线等均无显著差异.改变不同的凸起高度未发现显著差别.沿z轴的应力分布分析表明凸微结构使局域应力降低,不能诱导产生初始位错滑移;微凹纳米线表现更明显的塑性形变特征,小应变时能量上升的幅度低于单晶和凸纳米线,但大应变条件下能量上升更高,微凹纳米线的第一屈服点早于单晶和凸纳米线,且其屈服应力不是最大应力,沿z轴的应力分布表明凹陷处产生增加的局域应力,凹陷附近可以诱导产生初始位错滑移.原子排布位图从微观上进一步阐述了上述形变特征.     

氮磷共掺碳量子点检测甲硝唑

以邻苯二胺和磷酸为原料,通过一步水热法合成了氮磷共掺碳量子点（NP-CDs）,通过透射电子显微镜、傅里叶红外变换光谱仪、荧光光谱等对其表面形貌、元素组成和光学性质进行了表征。基于甲硝唑（MNZ）和NP-CDs之间的静电吸附作用和静态猝灭现象,构建了一种快速检测MNZ的荧光探针。在最佳实验条件下,当MNZ浓度在0～100μmol/L时,NP-CDs的荧光强度变化量与MNZ浓度有良好的线性关系,检出限为0.68μmol/L。采用加标回收实验检测牛奶和蜂蜜中的MNZ,加标回收率为90.3%～101.9%,相对标准偏差在0.31%～1.3%之间,表明该方法可用于实际样品中MNZ的检测。     

结构转变方式对光致变色分子开关输运性能影响的从头计算研究(英文)

采用密度泛函理论方法系统地研究了由不同结构转变方式引发的一系列光致变色分子在用于分子开关时的电子输运性质.对各种分子结构转变前后的最高占据轨道(HOMO)与最低空轨道(LUMO)的能级间隙(HLG)、前线轨道的空间分布、电子透射谱和投影电子态密度(PDOS)谱进行了计算和讨论.结果表明,相似的结构转变方式通常造成分子具有相似的电流开关性质,这与分子的共轭程度又有一定的关系.比较各种分子的电流开关比后发现偶氮苯结构单元具有最大的电流开关比.     

共轭稠环中杂原子对电子输运行为的影响

以杂原子取代的共轭稠环分子[并四噻吩(Th4)、并四呋喃(Ox4)和并四吡咯(Py4)]为研究模型,利用密度泛函理论结合非平衡态格林函数方法,研究了杂原子取代和分子端基导电连接方式对电子输运行为的影响.结果表明,并四聚体中电子输运行为主要与电子传输路径和量子干涉效应有关.端基连接方式决定了分子中电子的主要传输路径.所考察的模型中存在2条电子传输通道:(1)单双键连接的共轭碳链;(2)由杂原子参与,同相邻碳原子构成的电子传输通道.杂原子的引入构筑了额外的电子传输通道,增强了分子的导电能力.由于并四聚体α-位连接的T-type体系中存在有效电子传递路径,杂原子仅起到修饰作用.而β-位连接的C-type体系中缺乏有效电子传输路径,但杂原子通过局域的量子干涉效应对电子传递效率产生显著影响.     

石墨烯氧化程度对Ni(OH)_2赝电容性能的影响(英文)

基于密度泛函理论(DFT)设计了一系列不同氧化程度的还原氧化石墨烯片(rGNOs)并研究了其表面的氧化缺陷与吸附的氢氧化镍(Ni(OH)2)之间的相互作用.结果发现,rGNOs表面的含氧基团与Ni(OH)2之间的吸附能与含氧基团的氧化程度相关.在吸附Ni(OH)2后,rGNOs的原子间距和电荷分布的变化也都受rGNOs表面的含氧缺陷的氧化程度影响.理论计算的结果与实验观察的结果一致并能给出合理的解释.我们用简单的恒电位电化学沉积法有效地在rGNOs表面制备了粒径只有5 nm的Ni(OH)2纳米粒子.在Ni(OH)2/rGNOs制备过程中,氧化石墨烯的电化学还原是关键步骤.Ni(OH)2上吸附的Ni(OH)2因具有更高的吸附能而使其与在镍膜表面直接吸附的Ni(OH)2(在5 mV·s-1下比电容为656 F·g-1)相比具有更高的比电容值(在5 mV·s-1下为1591 F·g-1).rGNOs在吸附Ni(OH)2后构型和电荷分布的变化导致Ni(OH)2具有更低的等效串联电阻和更佳的频率响应.Ni(OH)2/rGNOs优异的赝电容特性表明其有潜力成为新型赝电容器材料.