C60、C60F60及C60H60“分子滚珠”的压缩特性与电子结构

采用量子分子动力学技术,模拟了C60、C60F60与C60H60分子的压缩过程,计算了这些"分子滚珠"受压变形后的电子结构.根据计算结果,对比、分析了三种分子的压缩力学特性以及压缩变形对其电子结构的影响.研究表明,1)三种分子的抗压缩载荷与能量吸收能力有C60F60＞C60H60＞C60的排序,但抗变形能力相当;2)随着压缩变形的增大,三种分子的化学活性增加,但相同应变下,C60F60和C60H60分子有着比C60更好的化学稳定性.     

CH基团与金刚石(111)面的碰撞反应及其对碳膜生长的影响

等离子体增强化学气相沉积技术中的碳膜选择性自组装机理是高性能碳膜制备过程中的挑战性基础课题.采用经典分子动力学方法,模拟了不同能量(1.625-65 eV)的CH基团在清洁金刚石和吸氢金刚石(111)面上的轰击行为,获得了吸附、反弹、反应等各类事件的发生概率,并据此探讨了含氢碳膜制备过程中CH基团的贡献.结果表明,随着入射能量的增加,CH基团对薄膜生长的贡献由单纯的吸附、反弹机理向反应、吸附混合机理转变,其中最主要的反应过程是释放一个或两个氢原子的反应,而释放氢分子的反应则很少发生.这些反应不仅使薄膜生长过程更均匀、薄膜表面更平整,还降低了薄膜的氢含量.生长机理的转变导致低能量条件下所成薄膜中的多数碳原子都包含一个氢原子作为配位原子,而高能量条件下的薄膜中的碳原子则很少有氢原子作为配位原子.另外,通过分析sp~3-C和sp~2-C数目的变化,研究了CH基团对金刚石基底的破坏作用.     

C_(60)、C_(70)的分子对称性与拉曼光谱

本文从C60、C70分子结构出发,通过群论计算得出他们的拉曼活性模式,并与实验观察到的光谱和相关文献中的预测相对比。对C60在金属基底上两种可能的吸附方式引起的分子对称性改变及相应的拉曼光谱作了分析,推测可能以六边形面方式吸附。     

C60分子石墨化的研究

测量了不同激光功率照射下，在具有不同导热率的三种衬底上蒸镀膜所吸附的Ｃ６０分子的振动光谱。发现在激光功率达到８００ｍＷ时，Ｃ６０分子发生“石墨子”。对石墨化的起因做了定性分析。     

C60分子瞬态全光开关

本文以YAG脉冲激光为控制光,He-Ne连续激光为信号光,在C_(60)甲苯溶液中首次实现瞬态全光开关.由光开关时间推断出C_(60)分子三重态的寿命.     

Ar 原子内嵌对C60 富勒烯碰撞的影响

基于半经验势的分子动力学模型， 研究了相同能量下 C₆₀ +C₆₀ 与 Ar@C₆₀ +Ar@C₆₀ 的对心碰撞后形成的富勒烯结构的不同。 发现在相同的能量下， Ar@C60 +Ar@C60 形成的碰撞产物的结构相比 C₆₀ +C₆₀ 碰撞产物的结构有着明显的不同: 前者形成“花生”状的新富勒烯结构， 后者形成“哑铃”状的双富勒烯结构。     

电场作用下C60富勒烯分子的几何构形与电子结构

采用分子动力学与半经验量子力学相结合的方法,对不同强度电场作用下C60富勒烯分子的体积、形变、电荷分布、偶极矩、系统能量、分子轨道能级等进行了计算,分析了外加电场对C60富勒烯分子几何构形、电子结构的影响.研究结果表明:①在电场作用下,C60富勒烯发生极化,分子沿电场方向伸长,沿垂直电场的方向缩短,体积膨胀.当电场强度增至0.102 a.u.时,C60分子构形破坏.②随着外加电场强度的增加,C60分子的偶极矩增大,系统能量、LUMO,HOMO能级减小,但LUMD,HOMO之间的能隙却先是减小,然后增大.     

C60分子之间相互作用势的Kihara形式

根据Ｃ６０－晶体的升华焓，晶包参数和压缩系数，求得了Ｃ６０分子之间相互作用势的Ｋｉｈａｒａ形式，并且讨论了简单的Ｌｅｎｎａｒｄ－Ｊｏｎｅｓ势不能很好地描述Ｃ６０分子之间的相互作用。根据Ｃ６０分子之间相互作用势的Ｋｉｈａｒａ形式，计算了不同Ｃ６０晶型的某些性质，讨论了Ｃ６０晶体不同晶型的稳定性问题。     

嵌入多孔硅中的C60分子的发光行为

1990年团簇C60分子分离的成功[1],立即引起了科学界的极大重视,有关C60分子的超导电性、光谱特性以及电子能级结构的研究报道与日俱增,由于单个C60分子是直径为7.1Å的球形分子,因而在某种程度上对于由C60分子聚集而成的具有几个纳米尺寸的CBO微晶的体系应该也具有类似于半导体超微粒低维量子限域的物理特性.     

不同激发波长下C_(60)/C_(70)的荧光研究(英文)

在室温吡啶溶液中得到了较以往丰富的C6 0 /C70 荧光谱,研究了其荧光谱随激发波长的变化,并且比较了C6 0 和C70 的荧光谱     

C_(60)O_n(n=2,3)异构体的合成和理论计算研究

本文通过臭氧氧化C60得到C60On的混合物,反相高压液相色谱图表明有两种C60O2异构体和两种C60O3异构体,分别标记为C60O2(I)、C60O2(II)和C60O3(I)、C60O3(II),同时得到了它们的UV-vis谱图。为了确定它们的最可能结构,我们对四种最可能的C60O2异构体和九种最可能的C60O3异构体进行了理论计算,从能量、偶极矩、电子光谱方面进行了系统研究,提出了实验得到的C60On(n=2,3)的稳定结构。计算结果与实验吻合良好。     

覆金滤纸上的金纳米颗粒的尺度对C_(60)/C_(70) 的SERS影响(英文)

表面增强拉曼散射(SERS)光谱对于研究薄膜材料的界面特性及其在基质表面的吸附行为有非常重要的意义。本文在非水体系得到了一系列高质量的C6 0 /C70 SERS谱(其增强因子达1 0 5) ,并通过对不同粒径条件下的C6 0 /C70 SERS谱进行广泛的比较研究,发现覆金滤纸上金纳米颗粒的尺度是C6 0 /C70 的SERS效应很灵敏的影响因素。丰富了SERS机制非水体系的实验证据,更为富勒烯薄膜材料提供了一套SERS光谱检测的优化方法和思路     

富勒烯C60的近共振非线性光学响应

利用锁模Ｎｄ：ＹＡＧ激光器的５０ｐｓ和信频光输出对Ｃ_（６０）甲苯溶液及Ｃ_（６０）膜进行了时间分辨简并回波混频测量．从溶液及膜都观察到一个很快的非线性光学响应．而一个较长寿命的成分仅在溶液中见到．由实验结果可以推算得Ｃ_（６０）的近共振三阶非线性光学极化率为（３．６±１．４）×１０（－１０）ｅｓｕ．     

贵金属粗糙表面C_(60)和C_(70)薄膜SERS研究

以金刚石研磨法和硝酸腐蚀法制备了贵金属金、银、铜粗糙表面,研究了光滑金属表面C60/C70薄膜的拉曼谱和粗糙金属表面C60/C70薄膜的SERS谱,发现两种方法得到的,以及不同金属的粗糙表面,具有不同的SERS活性。通过与金胶体系结果的对比,对粗糙金属表面C60/C70薄膜的吸附特点与SERS谱的成因做了分析。     

C60晶体在有序相的分子取向结构

以C60 晶体中分子两种取向排列形成的双能级系统为基础 ,通过探讨C60 晶体在有序相的热力学性质 ,得到了 38o 和 98o 两种取向排列的分子在晶体中均匀分布的结构稳定性结论 .根据已报道的C60 晶体在有序相两端点温度 85K和 2 6 0K取向分布的实验结果 ,将较高的分子取向 (38o)能级的概率转化成分数值 1/ 6和 3/ 8,得到了有序相两种取向分子在两温度端点的分布规律 .当概率的分数值为 1/ 4和 1/ 3时 ,C60 晶体将具有较大的结构稳定性和较小的介电损耗及内耗值 ,对应的温度分别为 12 2 .6和 194 .3K .因而解释了介电实验结果出现异常的现象是由 38o 取向分子均匀分布的“规则 无规 规则”变化所造成的 .     

电场作用下C60富勒烯二聚体分子的几何构型与失效

采用分子力学与量子力学相结合的方法,模拟了电场作用下C60富勒烯二聚体(2C60)分子的几何构型与失效行为,讨论了三种不同方向外加电场对2C60分子几何变形、构型失效、电荷分布与极化偶极矩的影响,并与电场作用下C60富勒烯分子的几何变形与失效行为进行了对比.研究结果表明,2C60分子的几何变形与失效行为与外加电场的方向密切相关.当外加电场与2C60分子的桥接C-C键平行时,2C60分子很容易发生失效,且失效形式也十分独特.     

C_(60)高压相变的拉曼光谱研究

本文对非静水压淬火的 C_(60)样品进行了拉曼光谱研究。在14.8GPa 以上,C_(60)的1468cm~(-1)特征峰的频率和线宽保持不变,这是 fullerite 相己转变成“透明相”的拉曼光谱证据。在32GPa 以上,原 C_(60)的散射峰全部消失,只观察到两个新的弥散的弱散射峰。表明 C_(60)原子团簇已倒塌或严重畸变。     

C60高压X射线衍射研究

 采用同步辐射X光源和能量色散法对高纯C₆₀粉末样品进行高压原位X光衍射实验。由金刚石对顶压砧高压装置（DAC）产生高压,用已知状态方程的Pt粉末作内标,由Pt的衍射数据确定样品压力,最高压力达30 GPa。实验结果表明：室温常压下原始C₆₀样品为面心立方结构,晶格常数a=1.420 86 nm。高压下C₆₀的结构有所变化：从p=13.7 GPa开始,(311)线发生劈裂,形成低对称相;随着压力增加,衍射线逐渐变宽,强度逐渐变弱,压力超过25 GPa,衍射背底隆起,C₆₀开始转化成非晶相;在30 GPa左右,衍射线条完全消失,标志着向非晶相转化过程的完成。人们也对C₆₀样品不同压力的高压“淬火”相进行了X光衍射实验。采用非静水压的装样方式,最高压力达44 GPa,结果在30 GPa以上,C₆₀也转变为非晶相。最后我们对C₆₀晶体的压致非晶化现象进行了初步的讨论。