自辐射场下UO_3分子光谱研究

铀原子和氧原子分别使用相对论有效原子实势(Relativistic Effective Core Potential)和6-311+G(d)基组,采用优选的密度泛函B3P86方法,研究了铀本身产生自辐射场(-0.005~0.005 a.u.)作用下UO_3基态分子的最高占据轨道(HOMO)能级EH、最低空轨道(LUMO)能级EL、能隙Eg、费米能级FL和谐振频率ν.结果表明:UO_3分子在自辐射场中的谐振频率ν2(b1)、ν3(a1)、ν4(a1)和ν6(b2)与实验值151.5 cm-1、186.2 cm-1、745.7cm-1和852.6 cm-1基本吻合.EH随自辐射场的增加而减少,EL随自辐射场的增加而增大,Eg始终处于增大的趋势,费米能级FL上升,占据轨道的电子难以被激发至空轨道而形成激发态,UO_3分子在自辐射场中更趋于稳定,可以阻止O_2、H2等扩散到表面内层而腐蚀铀表面,有利于了铀在自辐射场中抗腐蚀.     

自辐射场下UO3分子光谱研究

铀原子和氧原子分别使用相对论有效原子实势（Relativistic Effective Core Potential）和6-311+G(d)基组，采用优选的密度泛函B3P86方法，研究了铀本身产生自辐射场（-0.005～0.005a.u.）作用下UO3基态分子的最高占据轨道（HOMO）能级EH、最低空轨道（LUMO）能级EL、能隙Eg、费米能级FL和谐振频率ν．结果表明：UO3分子在自辐射场中的谐振频率ν2(b1)、ν3(a1) 、ν4(a1) 和ν6(b2)与实验值151.5 cm-1、186.2 cm-1、745.7 cm-1和852.6cm-1基本吻合．EH随自辐射场的增加而减少，EL随自辐射场的增加而增大，Eg始终处于增大的趋势，费米能级FL上升，占据轨道的电子难以被激发至空轨道而形成激发态，UO3分子在自辐射场中更趋于稳定，可以阻止O2、H2等扩散到表面内层而腐蚀铀表面，有利于了铀在自辐射场中抗腐蚀．     

Al2O3Hx(x=1—3)分子团簇的结构与光谱研究

用密度泛函理论(DFT)的B3lyp方法在6-311++g(d,p)水平上对Al₂O₃H_x(x=1—3)分子的几何构型, 电子结构, 振动频率等性质进行了系统研究. 并给出了它们可能基态结构的总能量(E_T), 零点能(E_z), 摩尔热容(C_v), 标准熵(S), 原子化能(ΔE_m), 垂直电离能(IP)及垂直电子亲和能(E_A). Al₂O₃H和Al₂O₃H₂分子可能的基态的几何构型都为平面结构. Al₂O₃H₃的两个可能为基态的几何构型都是在立体Al₂O₃(D_3h)的几何结构基础上加三个氢原子构成. 这三个分子的能量最低结构为Al₂O₃H(²A′)C_s, Al₂O₃H₂(¹A′) C_s, Al₂O₃H₃ (²A) C₁.     

供电子能力对一类热活化延迟荧光分子反系间窜越速率的影响

本文基于第一性原理,研究了八个热活化延迟荧光分子的性质,揭示了基团供电子能力对分子几何构型、跃迁属性以及反系间窜越过程的影响.研究结果表明,对于咔唑和氧杂蒽酮组成的一类分子的最低三重激发态（T₁）而言,供体基团的二苯胺取代,几乎不会改变供体和受体之间的夹角,但却可以减小供体和受体间的键长.基团供电子能力越强,最高占据分子轨道（HOMO）和最低未占据分子轨道（LUMO）间的轨道重叠度越小,最低单重激发态S₁和T₁之间的能差（△E_S1-T1）越小.此外,供体基团上增加二苯胺能够增加HOMO的离域性,而且能够进一步地减小△E_S1-T1.通过计算S₁和T₁之间的旋轨耦合系数（H_so）,发现（<S₁|Ĥ_so|T₁>²）/（△E_S1-T1²）数值越大,反系间窜越速率越大.计算表明八个分子都可能是高效的热活化延迟荧光分子.本文提出了一条高效热活化延迟荧光分子的设计策略,即分离HOMO和LUMO的分布和增加HOMO的离域性能够有效地减小S₁-T₁能差.     

类氖等电子系列离子基态的双电子复合速率系数研究

使用全相对论组态相互作用方法, 能级-能级细致计算了0.1 E_I ≤ kT_e≤ 10 E_I (E_I是类钠离子基态的第一电离能) 温度范围内类氖离子基态双电子复合(DR)速率系数, 双激发自电离能级考虑了(2s2p)⁷3ln'l', (2s2p)⁷4l4l' 以及(2s2p)⁷4l5l'组态. 对于(2s2p)⁷3ln'l'双激发自电离组态, 轨道角量子数l' >8 的(2s2p)⁷3ln'l'双激发自电离态对双电子复合速率系数的贡献可以忽略不计; (2s2p)⁷3ln'l'双激发自电离组态的高里德堡态对双电子复合速率系数的贡献满足 n'^-3组态-组态外推法, 并且核电荷数越大, 趋于n'^-3标度的n'值越小; 对细致能级计算得到的类氖离子基态的总DR速率系数进行了拟合, 得到类氖离子基态的总DR速率系数随核电荷数 Z和电子温度变化的经验公式, 该拟合公式与细致计算结果的偏差在2%以内, 能较准确的计算任意核电荷数Z的类氖离子在0.1E_I ≤ kT_e ≤ 10E_I电子温度范围的DR速率系数. Burgess-Merts(BM)近似公式不适用于估算低温(kT_e<0.3 E_I)类氖离子的DR速率系数, 在高温(kT_e>2E_I)时, 类氖离子的DR速率系数可以用BM近似公式表示.     

7Li2(X1Σ+g)分子的振动能级、转动惯量及离心畸变常数

使用密度泛函理论B3LYP和B3P86，以及组态相互作用方法CCSD(T)和QCISD, 利用多个基组对⁷Li₂(X¹Σ⁺_g)分子的平衡核间距(R_e)、谐振频率(ω_e)和离解能(D_e)进行了计算, 发现在CCSD(T)/cc-PVQZ理论水平下得到的结果(R_{e相似文献}   

CdTe太阳电池中起因于Cu的深能级

在CdTe太阳电池中,易引入并形成Cu深能级中心. 本文采用深能级瞬态谱测试法研究了ZnTe背接触和石墨背接触CdTe太阳电池的部分深能级中心. 研究中运用密度泛函相关理论,分析闪锌矿结构CdTe,Cd空位体系和掺Cu体系的电子态密度,计算得出T_d场和C_3v场下Cu²⁺ d轨道的分裂情况. 计算结果表明,CdTe太阳电池中的E_v+0206 eV和E_v+0122 eV两个深中心来源于Cu替代Cd原子. 计算结果还表明,掺入Cu可降低CdTe体系能量.     

高分辨率初始光电子能谱由真空紫外激光速度——映射图像的方法

通过采用真空紫外(VUV)激光速度-地图成像-TPE(真空紫外VMI-TPE)方法获得了高分辨率初始光电子(TPE)氯苯(C₆H₅Cl(X¹A₁))的光谱,炔丙基自由基(C₃H₃(X²B₁))和烯丙基(C₃H₅(X²A₁)). 观察到的真空紫外VMI-TPE方法的光电子能量分辨率在1~2 cm^-1,可以和在真空紫外激光脉冲场电离光电子(VUV-PFI-PE)的测量媲美. 类似真空紫外PFI-PE测量,真空紫外VMI-光电子(真空紫外VMI-PE)和真空紫外VMI-TPE测量能量分辨率依赖于直流电场在光电离区加速电子. C₆H₅Cl和C₃H₃的电离初始值的降低为F的函数表示Stark偏移校正为VUV-VMI-TPE测量由-3.1√F管辖,这是半经典预测值-6.1√F的一半. 我们还测量C₆H₅Cl和C₃H₅的真空紫外光能量的真空紫外VMI-PE谱接近其电离初始值. 在VUV-VMI-PE测量中观察到的C₃H₅⁺阳离子振动谱和振动级数,nv₇⁺(n=0~3). 真空紫外VMI-TPE可以实现更高的实验灵敏度和类似真空紫外PFI-PE测量的能量分辨率,使真空紫外VMI-TPE法成为高分辨率真空紫外PFI-PE测量一个很好的替代.     

光电容法研究电子辐照GaP中的深能级

本文提出含多个深能级响应的光电容瞬态分析方法:在不考虑各能级之间电子、空穴跃迁的条件下,可出“多指数过程分离法”,将总的瞬态过程分离为各能级上指数型瞬态过程之和.运用这一方法,对lMeV(4×1015cm-2电子辐照GaP LED进行了定态和两种注入条件的瞬态光电容测量,观察到H1、H2、H3三个空穴能级(0.51、0.75、1.15eV)和E1、E2、E3、E4四个电予能级(0.68、0.84、0.89、1.01eV),并得到各能级的光离化截面谱.外量子效率及发射谱测量结果表明;电子辐照引入的深能级(H1-H3,E1-E4)表现出无辐射复合中心的性质.     

用节点变分的代数方法研究双原子体系的完全振动能谱和离解能

对于使用实验数据作为原数据进行的数值计算, 由于实验误差的普遍存在, 在数值计算过程中可能存在对实验误差的放大效应, 使得微小的实验误差对数值计算的结果产生明显影响. 因此本文通过在AM (algebraic method) 方法中加入用以抵消实验误差的微小变分项δE, 从而将AM改进为节点变分的代数方法VAM (variational algebraic method). 该方法具有更广泛的适用范围, 尤其对处理那些实验数据较少、 误差较大、 已知的实验振动能级远离体系离解能的双原子体系效果明显. 本文利用VAM方法研究了AM方法难以处理的5¹Π_u⁷Li₂, (6d)¹Δ_g Na₂, (7d)¹Δ_gNa₂ 和5¹∑⁺ NaK 等不同碱金属双原子分子的完全振动能谱与离解能, 不但得到了与实验数据精确相符的理论结果, 还正确地预言了许多由于实验条件与技术原因而未能测得的物理数据. 充分表明了VAM 方法的可行性与正确性. 此处对数值误差的分析和物理思考对其他精确的数值计算 或数值模拟研究也有积极的参考意义.     

外场下SnS分子结构及其特性

对S原子采用6-311++G**基组,Sn原子采用SDB-cc-pVTZ基组,利用密度泛函(B3P86)方法对SnS分子进行了基态结构优化,并研究了外场作用下SnS基态分子键长、能量、能级分布、电荷布居分布、谐振频率和红外谱强度的影响规律.然后利用含时密度泛函(TD-B3P86)方法研究了SnS分子在外场下的激发特性.结果表明,在所加的电场范围内(-0.04 a.u.-0.04 a.u.),随着正向电场的增大,分子键长和红外谱强度均是先减小后增大;总能E,SnS基态分子的最高已占据轨道能量EH和谐振频率均是先增大后减小;分子的最低未占空轨道能量EL和能隙Eg均随正向电场的增大而减小.随着正向电场的增大,SnS分子由基态至前9个单重激发态跃迁的波长增大,激发能则减小.     

GeTe和GeSe 分子在外电场下的特性研究

对Ge原子采用6-311++G^**基函数,Te和Se原子采用SDB-cc-pVTZ基函数,利用密度泛函理论的局域自旋密度近似方法优化得到了GeTe和GeSe分子的稳定构型,并计算了外电场作用下GeTe和GeSe基态分子的平衡核间距、总能量、最高已占据分子轨道能量E_H、最低未占分子轨道能量E_L、能隙、谐振频率和红外谱强度. 在上述计算的基础上利用单激发组态相互作用-局域自旋密度近似方法研究了GeTe和GeSe分子在外电场下的激发特性. 结果表明:随着正向电场强度的增大,分子核间距逐渐增大,分子总能量逐渐降低,谐振频率逐渐减小,红外谱强度则逐渐增大. 在0-2.0569×10¹⁰ V·m^-1的电场范围内,GeTe分子的E_H 均高于GeSe分子的E_H;随着正向电场的增大,GeTe与GeSe的E_H差逐渐变大,GeTe的E_L低于GeSe的E_L,它们的E_L均随正向电场的增大而增大. 无外场时,GeTe分子的能隙比GeSe分子的能隙要小;在外电场反向增大的过程中, GeTe和GeSe的分子能隙始终减小. 外电场的大小和方向对GeTe和GeSe分子的激发能、振子强度及跃迁的波长均有较大影响. 关键词： GeTe GeSe 外电场 激发态     

SnSe分子外场下的基态性质和激发态性质

对Sn原子使用SDB-cc-pVTZ基组, Se原子采用6-311++G^**基组, 利用密度泛函中的B3LYP方法研究了电场强度为-0.04–0.04 a.u.的外电场对SnSe基态分子的几何结构、 电荷布居分布、 HOMO能级、 LUMO能级、 能隙、 费米能级、 谐振频率和红外光谱强度的影响. 继而使用含时密度泛函(TD-B3LYP) 方法研究了SnSe分子在外场下的激发特性. 结果表明, 外电场的大小和方向对SnSe分子基态的这些性质有明显影响. 在所加的电场范围内(-0.04 a.u.–0.04 a.u.), 随着正向电场的增大, 核间距先减小后增大, 在F=0.03 a .u.时取得最小值0.2317 nm; 分子电偶极矩μ近似线性地增大; E_L, E_H、 费米能级E_F和能隙E_g均减小. 随着正向电场逐渐增大, 分子总能量和谐振频率均先增大后减小; 红外谱强度则先减小后增大, 在F=0.03 a.u.时, 取得最小值 0.1138 km·mol^-1. 由基态到第1–10个单重激发态的波长均随着正向电场的增大而增大. 激发能均随着正向电场的增大而减小. 电场的引入可改变SnSe分子激发态出现的顺序并使得一些禁止的跃迁变得可能. 关键词： SnSe 外电场 能隙 激发特性     

二氢化钚分子激发态结构的外场效应

采用密度泛函(DFT)方法B3LYP/Gen，在Pu为SDD基组、H为6-311++G^**基组水平上优化得到了分子轴方向不同电偶极场(-0.005—0.005a.u.)作用下，二氢化钚的基态电子状态、几何结构、电偶极矩和分子总能量.在优化构型下用同样的基组采用含时密度泛函(TDDFT)方法(TD-B3LYP)研究了同样外电场条件下对二氢化钚的激发能和振子强度的影响.计算结果表明，分子几何构型与电场大小和方向呈现较强的依赖，电场强度增加基态偶极矩随电场强度线性增加，H-Pu-H的角度线性减小，分子总能量线性减小；激发能随电场强度增加而减小，且对电场方向的依赖呈现近似对称性，满足Grozema关系.电场对振子强度的影响比较复杂，但仍满足跃迁选择定则. 关键词： 二氢化钚 激发态 电偶极场 TD-DFT     

外电场下二氧化锆的分子结构及其特性

对O原子采用6-311++G*基组,Zr原子采用aug-cc-pVTZ-PP基组,利用密度泛函(B3P86)方法优化得到了ZrO2分子的稳定构型,并研究了不同外电场(0—0.025 a.u.)作用下ZrO2基态分子键长、能量、电荷分布、偶极矩和能级的变化规律.在优化构型的基础上,利用含时密度泛函(TD-B3P86)方法研究了ZrO2分子在外电场作用下前6个激发态的激发能、跃迁波长和振子强度的激发特性.研究结果表明:随着电场强度的增大,Zr—2O的键长增大,而Zr—3O的键长均匀减少,总能量降低,偶极矩增大;最高占据轨道能量基本保持不变,最低未占据轨道和能隙均减小.电场的增大使得激发能减小,各个激发态跃迁波长均发生不同程度的红移现象,因而,利用外电场可以控制ZrO2的发光光谱范围在可见-红外区域扩展.     

PuH2分子激发态的外场效应

采用密度泛函(DFT)方法B3LYP/Gen,在Pu为SDD基组、H为6-311 G**基组水平上优化得到了分子轴方向不同电偶极场(-0.005~0.005 a.u.)作用下,二氢化钚的基态电子状态、几何结构和分子总能量.在优化构型下用同样的基组采用含时密度泛函(TDDFT)方法(TD-B3LYP)研究了同样外电场条件下对二氢化钚的激发能、振子强度、自旋污染和Pu原子正电荷的影响.计算结果表明,分子几何构型与电场大小和方向呈现较强的依赖,H-Pu-H的角度线性减少,分子总能量线性减少;自旋污染随电场增加线性增加;Pu原子正电荷随电场增加而线性减小;激发能随电场强度增加而减小,且对电场方向的依赖呈现近似对称性,满足Grozema关系.电场对振子强度的影响比较复杂,但仍满足跃迁选择定则.     

外电场下CdSe的基态性质和光谱特性研究

采用密度泛函(DFT)B3PW91方法在Lanl2dz基组下优化得到CdSe分子的基态稳定构型, 并研究了外电场对CdSe基态分子的总能量、HOMO能级、LUMO能级、能隙、电偶极矩μ、电荷布居、红外光谱的影响. 在相同的基组下用TD-DFT 方法计算了外电场下CdSe分子的前9个激发态的激发能、激发波长和振子强度. 结果表明: 无电场时CdSe分子的激发波长与实验结果符合较好, 相应的激发能也很接近. 随着电场增加, CdSe基态分子键长、偶极矩、红外谱强度先减小后增大; HOMO能级、LUMO能级、能隙随电场增加而减小; 总能量、谐振频率则是先增大后减小. 此外, 外电场对CdSe分子的激发能, 激发波长和振子强度均有较大影响.     

外电场作用下FO分子的特性研究

采用密度泛函的B3P86方法,以6-311+G(3df)为基函数优化得到不同外电场下FO基态分子的稳定几何结构、键长、总能量、HOMO能级、LUMO能级、费米能级、能隙、红外光谱和谐振频率.结果表明,分子结构与外电场有着强烈的依赖关系,且对电场方向的依赖呈现出不对称性;随着正向电场的增大,HOMO能级、LUMO能级和费米能级是减小的,能隙是先增大后减小;红外光谱和谐振频率是增大的,而频率间隔是不断减小的.     

外电场作用下MgO分子的特性研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法在6-311+G（2DF）水平上研究了电场强度为-003—003 a.u.的外电场对MgO基态分子的几何结构、HOMO能级、LUMO能级、能隙、费米能级、谐振频率和红外光谱强度的影响规律.结果表明,在所加的电场范围内,随着正向电场的增大核间距先减小后增大,在F=002 a.u.时,R_e取得最小为017397 nm;分子总能量不断升高,但增大的幅度呈减小的趋势; E_H先增大后减小,在 关键词： MgO 外电场 能隙 红外     

碳掺杂硼氮纳米管电子场发射的第一性原理研究

对闭口硼氮纳米管（BNNT）顶层掺碳体系,运用第一性原理研究了电子场发射性能.结果表明,掺碳的BNNT体系电子结构变化显著;外电场愈强,体系态密度向低能端移动幅度愈大,且最高占据分子轨道（HOMO）/最低未占据分子轨道（LUMO）能隙愈小.体系态密度和局域态密度,HOMO和LUMO及其能隙分析一致表明,各种碳掺杂体系中C_eqBNNT的场发射性能最佳. 关键词： 硼氮纳米管 碳掺杂 第一性原理