铝原子团簇Al5、Al5-和Al5+稳定结构的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论的四种方法 :杂化密度泛函B3LYP与B3PW 91、Perdew Wang91交换与相关泛函WP91PW91、局域自旋密度近似SVWN ,研究了Al5、Al5-和Al5+ 团簇的多种可能结构 ,找到了它们稳定的结构与自旋态 ,与已有的理论结果作了比较 ,并计算了Al5-的绝热与垂直电子离解能、Al5的绝热与垂直电离势 ,同有关的实验数据比较 ,符合较好 .同时对四种密度泛函方法的计算结果作了一些比较与讨论     

团簇LaO的理论研究

采用密度泛函理论研究LaO团簇体系。中性分子LaO的基态是两重态(2Σ),阴离子LaO-和阳离子LaO 的基态都是单重态(1Σ)。使用不同的方法计算团簇LaO的电子亲和能和电离能。计算结果表明用BLYP方法和弥散极化基组计算结果和实验数据吻合较好。用含时密度泛函理论计算团簇LaO的低能激发态,从理论上归属LaO-的光电子能谱的谱峰和LaO的吸收光谱的谱峰。计算得到与实验一致的结果。     

铝团簇Al13的结构、电子性质和氧原子吸附的第一原理计算

利用密度泛函理论对Al13团簇的几种典型异构体进行了计算.对几种不同对称性(Ih,D5h,D3h,Oh)的中性和带电团簇Al13、Al13-、Al13 进行了结构优化和总能计算,得到了各种带电状态下的最低能量结构,并计算了Al13团簇的电离势、电子亲和能和结合能.理论结果与实验值比较,比以前的理论计算符合的更好.从中性和负电状态下的正二十面体的最低能量结构出发,研究了氧原子在Al13和Al13-上的吸附行为,并与单个氧原子在铝fcc表面的吸附行为做了比较.计算发现,高稳定性的幻数团簇如Al13-,较中性团簇和铝表面,更不易于氧化.     

砷原子团簇结构的量子化学密度泛函理论研究

采用密度泛函理论的三种方法 :局域自旋密度近似SVWN、梯度修正BLYP、杂化密度泛函B3LYP ,优化了中性Asn、负离子Asn-(n =2～ 5 )的结构 ,在优化结构基础上计算了它们的振动光谱 ,获得它们稳定的最低能量态的结构 .其中中性Asn(n =2～ 5 )的稳定结构的计算结果 ,与已有的理论结果以及实验数据进行了比较 .而对负离子Asn-(n =2～ 5 ) )的稳定结构作了预言 .同时计算了Asn(n =2～ 5 )的绝热电子亲和能 (EAa) ,与有关光电子谱学的实验值符合较好 .     

小分子硫原子团簇正离子的结构稳定性

用分子图形软件设计出 4 9种硫原子团簇Sn+ (n =3～ 13)的结构 ,使用B3LYP密度泛函进行几何构型优化和振动频率计算 ,根据分子的总能量得出最稳定的同分异构体 .在硫原子团簇正离子中 ,大部分原子为二配位成键 .带有一、三配位的原子结构的总能量较高 .部分最稳定硫原子团簇正离子的构型与最稳定的中性硫原子团簇的构型完全不同 .     

金属钠团簇物理性质的变分计算

在球凝胶模型下，利用密度泛函理论和能量变分原理来计算具有壳层结构（幻数团簇）的金属钠团簇的物理性质，包括总能量Ｅ、静电极化率ａ０、集共振频率ωｒ和抗磁化率％等物理量，并把所得结果与实验值进行了比较。     

Cu原子掺杂在Al团簇中的结构和电子性质

利用密度泛函理论,对Al_n(n=1～15)团簇中掺杂Cu原子后的双金属团簇进行了研究,在结构优化的基础上,同时计算了双金属团簇的电子性质,即电子亲和能、电离势、Cu原子的Mulliken分布、平均极化率、极化率的各向异性、偶极矩及HOMO-LUMO能隙随团簇尺寸增加时的变化情况. 结果表明,Cu掺杂Al团簇的双金属团簇中也存在幻数结构,团簇的电子性质随团簇尺寸大小出现不规则的奇偶振荡变化. n=13的团簇电子亲和能和电离势与毗邻团簇相比,其变化要大于0.3和0.6 eV.     

密度泛函理论研究KB_n(n=1-9)团簇的结构和性质

在密度泛函理论的框架下,采用广义梯度近似(GGA)研究了KB_n(n=1-9)团簇的基态几何结构,系统计算了平均结合能Eb、二阶能量差分△2E、劈裂能D(n,n-1)、最高占据轨道(HOMO)与最低未占据轨道(LUMO)之间的能隙,研究表明:KB_n(n=1-9)团簇,随着团簇尺寸的变化,其稳定性逐渐增强,其中KB_3和KB_5为幻数团簇;KB_n(n=1-9)团簇的能隙随团簇总原子数的增加呈现振荡变化,态密度分析得到能隙振荡变化的原因是团簇带隙的差异.     

硅团簇自旋电子器件的理论研究

利用过渡金属掺杂的硅基团簇, 构建了一种自旋分子结; 并利用第一性原理方法, 对其电子自旋极化输运性质进行了研究. 计算表明, 通过过渡金属掺杂可以有效地产生自旋极化电流, 磁性金属Fe和非磁性金属Cr和Mn掺杂的体系呈现出较明显的自旋极化透射现象, 但分子结的自旋极化输运能力与团簇孤立状态下的磁矩无一致性.从Sc到Ni的掺杂, 体系的自旋极化透射能力先增大后迅速减小, 在Fe掺杂的Si₁₂团簇中出现最大值. 关键词： 硅团簇 自旋极化输运 密度泛函理论 非平衡格林函数     

密度泛函理论研究KBn(n=1-9)团簇的结构和性质

在密度泛函理论的框架下, 采用广义梯度近似(GGA)研究了KBn(n=1-9)团簇的基态几何结构, 系统计算了平均结合能Eb、二阶能量差分△2E、劈裂能D(n,n-1)、最高占据轨道(HOMO)与最低未占据轨道(LUMO)之间的能隙, 研究表明: KBn(n=1-9)团簇, 随着团簇尺寸的变化, 其稳定性逐渐增强, 其中 KB3和KB5为幻数团簇; KBn(n=1-9)团簇的能隙随团簇总原子数的增加呈现振荡变化, 态密度分析得到能隙振荡变化的原因是团簇带隙的差异.     

CLi+5超碱团簇的结构及储氢性能的理论研究

利用密度泛函理论( B3LYP) 方法,在 6 - 311 + + G ( d,p) 基组水平上,对超碱团簇 CLi₅及其阳离子体系 CLi₅⁺的几何结构和稳定性等物理化学性质进行理论计算,并进一步研究它们的储氢性能． 分析可知,CLi₅⁺超碱离子团簇结构相比中性 CLi₅团簇结构动力学稳定性要高,表面吸氢能力更强． 氢分子在 CLi₅⁺表面能以介于物理吸附与化学吸附之间的形式吸附,每个 Li 原子最多可以有效吸附三个 H₂,平均吸附能处于 1. 065 ～ 2. 732 k Cal/mol 范围内,储氢质量分数可达 39. 30 wt % ,表明 CLi₅⁺超碱离子团簇可以作为一种理想的储氢材料．     

甲基铝氧烷纳米管分子结构的理论研究

用密度泛函理论对[(AlOMe)₂]_n、[(AlOMe)₃]_n和[(AlOMe)₄]_n (n=1～10)作为重复单元组成的甲基铝氧烷(MAO)纳米管进行了研究,计算了其所有体系的结合能和总能量．结果表明,[(AlOMe)₃]_n和[(AlOMe)₄]_n具有稳定的纳米管结构,在所有研究系统中n=3时具有最稳定的结构．考察发现,[(Al₅O₅)]_n和[(Al₇O₇)]_n两种结构的二聚体具有无规则、扭曲的结构,不能继续增长形成纳米管结构．     

S-酮洛芬电子结构及手性光谱性质的理论研究

采用DFT及TD-DFT方法在B3LYP/6-311++G**水平对S-酮洛芬电子结构及手性光学性质进行了理论研究. 研究发现,羰基与两个苯环发生共轭;由于C(20)与C(11)上H原子之间存在空间位阻,羰基与环A及环B之间均存在一定的二面角. VCD谱中,标题化合物在1216和1712 cm-1处存在负性康登效应;在733、1803、1465和3751 cm-1处存在正性康登效应. C(14)=O(21)和C(4)=O(5)伸缩振动的空间方向相反,在VCD谱上的康登效应符号也刚好相反. 甲醇溶液中,S-酮洛芬在214、334 nm处存在负性康登效应,在226、274 nm处存在正性康登效应. 214和226 nm、274和334 nm处的电子转移方向分别相反,在ECD谱上呈现出符号相反的康登效应.     

NH3(H2O)4稳定结构的理论研究

先构建氨水团簇的模型势,并计算得到NH3(H2O)4的模型势异构体,从中选取稳定性较好的异构体作为初始结构,分别利用密度泛函方法和二级微扰理论在6-31G(d)和6-311++G(d,p)基组水平上逐级进行结构优化、频率和单点能计算.发现包括第2和第3稳定结构等12种新异构体;NH3(H2O)4的五边形环状结构的稳定性最好;这种极性混合分子簇的偶极矩大小和包含的氢键数都与结构的稳定性无必然联系.     

Yb3+：Pr3+：ZBLAN光纤中4f5d上转换激发的理论研究

利用粒子数速率方程和相关的辐射跃迁理论,计算了Yb³⁺:Pr³⁺:ZBLAN光纤中Pr³⁺离子4f5d能级两步上转换激发的动力学过程.得到不同Pr³⁺掺杂浓度下,激发光的光谱强度和粒子数密度的纵向分布和有效光纤长度随激发光的光谱强度的变化关系.另外,还得到了4f5d荧光强度与入射光强、光纤长度和Pr³⁺掺杂浓度的关系,给出了激发效率与激发光的光谱强度和Pr³⁺掺杂浓度的关系.     

Theoretical Study of Screening Dependence of Aluminium Doped MgB_2

The screening dependence of superconducting state parameters(λ, μ*, T_c, and N_0V(1) of six alloys of aluminium doped Mg B2 systems are studied in the BCS–Eliashberg–Mc Millan framework by employing five forms of dielectric screening function, viz. random phase approximation(RPA), Harrison, Geldart and Vosko(GV), Hubbard and Overhauser in conjunction with Ashcroft's potential. It is observed that electron-phonon coupling strength λ and Coulomb pseudopotential μ*are quite sensitive to the form of dielectric screening, whereas transition temperature T_c, isotope effect exponent α and effective interaction strength N_0V(1 show weak dependence on the form of dielectric screening function. It is found that the RPA form of dielectric screening function yields the best results for transition temperature T_c for all alloys of the Mg-Al-B system. The results obtained using GV screening are much higher than the experimental results. This shows that all the four dielectric screenings used here almost describe superconductivity in all the alloys of the Mg-Al-B system, but the GV screening is not suitable for such an alloy system.     

HFSiS构型及其稳定性的理论研究

利用密度泛函理论对三线态HFSiS分子结构及其稳定性进行了详细的理论研究.在B3LYP/6-311G**水平上计算出了各驻点的优化构型、振动频率,并对各个振动模式加以归属,在同样的理论水平上进行了IRC计算;CCSD(T)结合6-311G**基组对于驻点进行单点能及相对能量的计算;根据振动模式分析来阐明三线态势能面上各驻点之间的变化,并与单线态势能面进行比较.计算结果表明,三线态HFSiS分子存在6种异构体,3HFSiS结构在动力学和热力学上都是最稳定的,实验上应该可以观测到;在两组键旋转异构体当中,结构-2具有一定的动力学稳定性,而结构-1动力学稳定性较差;3SiSHF在动力学上和热力学上都是最不稳定的结构.     

H3+团簇离子的实验研究

报道了H+ 3 离子通过碳膜后 ,在其中产生的各种微量产物的测量结果 ,讨论了离子与碳膜作用中的电荷交换过程 ,分析了这些微量产物的形成机理 ,证明在产物的形成中电荷交换过程起关键作用 ,研究了离子与碳膜作用中的团簇效应和尾流效应. The yields of H -, H, H 2, H + 2 and H + 3 for H + 3 ions passing through carbon foils have been measured respectively.The results show that the charge exchange process in the interaction of Hydrogen ions with carbon foils plays a key role in the formation of these products. The cluster effects and wake effect of H + 2 and H + 3 ions in carbon foils are also discussed.