庆祝中国科学技术大学成立60周年

正中国科学技术大学(简称中国科大)成立于1958年,是中国科学院(简称中科院)所属的一所以教育和创新享誉世界的大学,她的创办被称为"我国教育史和科学史上的一项重大事件".建校后,中科院实施"全院办校,所系结合"的办学方针,学校紧紧围绕国家急需的新兴科技领域设置系科专业,创造性地把理科与工科,即前沿科学与高新技术相结合,注重基础课教学,高起点、宽口径培养新兴、边缘、交叉学科的尖端科技人才.     

金刚石纳米线氮空位色心的表面与尺寸效应

使用大规模自旋极化密度泛函理论计算研究了表面修饰和尺寸对金刚石纳米线(DNs)中氮空位(NV)色心的几何结构、 电子结构、 磁性和稳定性的影响. 理论上设计了几种不同的DNs, 这些DNs具有不同的表面修饰(干净、 氢化和氟化), 并且直径达数百个原子. 实验结果证明, 中性(NV⁰)和带1个负电荷(NV^-)的NV色心的电子结构不受半导体表面修饰和DNs直径大小的影响, 但NV色心的稳定性对这两个因素具有不同的响应. 此外, 研究中还发现, 由于DNs中存在圆柱形表面电偶极子层, 对DNs中掺杂的NV^-色心的稳定性, 表面改性诱导了不依赖尺寸的长程效应. 特别地, 对于n型氟化金刚石表面, 掺杂在DN中的NV^-色心可以稳定存在, 而对于p型氢化表面, NV⁰则相对更稳定. 因此, 表面修饰为控制金刚石纳米线中的NV色心的电子结构和稳定性提供了一种精确有效的调控方法.     

氧化石墨烯负载的Pt单原子催化硼胺烷水解机理的理论研究

本文研究了氧化石墨烯负载Pt单原子(Pt₁/Gr-O)催化硼胺烷(NH₃BH₃)全水解反应机理，即一分子的NH₃BH₃生成三分子的氢气(H₂)的过程. 在水解路径中，首先吸附的硼胺烷连续断裂两个B-H键生成第一分子的H₂. 接着，一个H₂O分子与^*BHNH₃基团(^*表示吸附态)反应生成^*BH(H₂O)NH₃，其中伸长的O-H键断裂后形成^*BH(OH)NH₃. 然后，第二个H₂O与^*BH(OH)NH₃反应生成^*BH(OH)(H₂O)NH₃，在指向Pt₁/Gr-O表面的O-H断裂后，生成BH(OH)₂NH₃并脱附到水溶液中. 两个水分子脱氢产生的两个H原子脱附生成第二个H₂分子，且Pt₁/Gr-O催化剂恢复. 脱附后的BH(OH)₂NH₃在水溶液中水解生成第三个H₂分子. 纵观整个水解反应，H₂O分子和^*BHNH₃基团的结合是反应速控步，其反应能垒是16.1 kcal/mol. 因此，Pt₁/Gr-O有希望成为室温催化NH₃BH₃全水解催化剂.     

反相微乳液法制备尺寸可调的高荧光碳量子点(英文)

在反相微乳液体系中,以抗坏血酸作为碳源制备具有高强度荧光的碳量子点。实验中通过调整水和表面活性剂的量比实现对碳量子点尺寸大小的控制,利用十六烷基胺修饰碳量子点。当激发波长为360 nm时,碳量子点的量子产率最高为47%。当水和表面活性剂的量比从20增加到50时,碳量子点的尺寸也随之而增大。     

通过赝反伽伐尼反应实现金纳米粒子模块替换

通过可控的方式精确调控纳米粒子的结构仍是一个富有挑战性和鼓舞人心的课题.尽管单原子或两、三个金属原子的精细调控已经在金纳米粒子中实现,涉及三个以上金属原子的取代（模块取代）还没有报道.本工作报道了环己硫醇配体保护的Au₄₈（CHT）₂₆的合成及其通过赝反伽伐尼过程的模块取代.单晶结构揭示模块取代的产物与母体团簇共用一个相似的Au₃₁（CHT）₁₂主体,但剩余部分不同（Au₆（CHT）₁₁ vs.Au₁₆（CHT）₁₄）.一个有趣的发现是模块取代抑制了Au₄₈（CHT）₂₆的光热过程,却增强了它的发射,赋予了所合成团簇更好的双（多）功能应用潜力.光热效应的减弱和发射的增强也暗示了这两种作用能够彼此至少部分转化,对于研究这两种效应之间的相互影响也具有重要的启示.     

STM图像的理论模拟

本文简要综述了STM基本理论和模拟方法 ,着重介绍了我们的一些工作 ,构造团簇模型和采用第一性原理方法 (DV LDF) ,模拟出不同取向C60 和它吸附在金属和半导体表面的STM图像 ,理论模拟结果都反映出了STM实验图像的主要特征     

Improved Faddeev-Jackiw quantization of the electromagnetic field and Lagrange multiplier fields

We use the improved Faddeev-Jackiw quantization method to quantize the electromagnetic field and its Lagrange multiplier fields. The method's comparison with the usual Faddeev-Jackiw method and the Dirac method is given. We show that this method is equivalent to the Dirac method and also retains all the merits of the usual Faddeev-Jackiw method. Moreover, it is simpler than the usual one if one needs to obtain new secondary constraints. Therefore, the improved Faddeev-Jackiw method is essential. Meanwhile, we find the new meaning of the Lagrange multipliers and explain the Faddeev-Jackiw generalized brackets concerning the Lagrange multipliers.     

C59N单分子整流器

通过将单个C59N分子置于双势垒隧道结中，从而利用单电子隧穿效应和C59N分子的特殊能级结构，我们成功地实现了一种新型的单分子整流器件．实验中这个整流器件的正向导通电压约为0．5-0．7V，反向击穿电压约为1．6—1．8V．理论分析表明，中性C59N分子的半占据费米能级以及在不同充电情况下费米能级的不对称移动是形成整流效应的主要原因．其构成原理也决定了该器件具有稳定、易重复的特点．     

SiN团簇光电子能谱的指认

应用含时密度泛函理论研究了SiN团簇低能激发态的性质.将计算结果与前人已有的计算结果进行了比较，此外还根据计算得到的低能激发能对SiN^-阴离子的光电子能谱进行了理论指认.研究表明，SiN^-阴离子的基态为¹Σ态，而光电子能谱上的X峰和A峰分别对应于¹Σ→²Σ和¹Σ→²Π的跃迁.研究结果还表明，用含时密度泛函的方法来处理激发态的问题是成功的. 关键词： 团簇 光电子能谱 基态 激发态     

C72,La2@C72几何结构和电子性质的计算研究

采用密度泛涵理论(density functional theory,DFT)中的广义梯度近似(generally gradient approximation,GGA)对富勒烯C72和内掺金属La富勒烯La2@C72三种同分异构体的几何结构和电子结构进行研究.发现在C72的三种同分异构体中,满足独立五边形规则(isolated-pentagon-rule,IPR)的C72(D6d)结构最为稳定;在La2@C72三种同分异构体中,有着两对两两相邻五元环(twofused-pentagon)的La2@C72(#10611)结构最为稳定,而满足IPR的La2@C72(D6d)的结构变成了最不稳定结构.从能级图和态密度图分析得知,笼子稳定性的变化与La原子的原子轨道与C72原子轨道之间的杂化有关.Mulliken电荷分析得知,La2@C72(#10611)的两个La原子共转移了约3个电子给C72,并且,它们几乎分布在整个C笼上,形成的电子结构为La23+@C3-72.净自旋分析得知,La2@C72(#10611)中La原子磁性完全淬灭.