低维金属固体化合物的能带结构及化学键研究──（Ⅰ）低维固体的离域d－pπ键与导电性

通过对一系列层状及链状金属化合物能带结构的计算和理论分析，指出其分子结构的低维性是导致金属原子与主族桥原子间离域ｄ－ｐπ键的存在的主要原因，并阐述了其所形成的ｄ－ｐπ（π）能带的性质。通过对该能带的研究，建立了以ｄ电子数判断固体导电性的简便方法，阐明了电荷转移现象及其对导电性的影响，并指出了ｄ电子巡游性的本质。     

EuB6的能带结构与成键及其光学常数的计算

采用密度泛函方法研究了EuB6的电子结构, 得到高精度能带结构和态密度分布信息; 分析成键情况, 从原子间轨道相互作用的角度说明EuB6能带结构的特征及其半金属性质. 计算出EuB6的介电函数、反射率、光电导率和能量损失函数谱等, 与实验结果一致, 表明了能带计算获得的电子结构信息的可靠性.     

层状金属配位聚合物[{NiX2（bipy）}n]（X=F,Cl,Br,I;bipy=4,4‘—bipy …

用紧束缚晶体轨道方法对层状金属配位聚合物「｛ＮｉＸ２（ｂｉｐｙ）｝ｎ「（Ｘ＝Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ；ｂｉｐｙ＝４，４’－ｂｉｐｙｒｉｄｙｌ）进行了能带结构计算，并利用键向量方法对这一系列聚合物能带特征和成键性质进行了讨论。     

层状金属配位聚合物[{MX2(bipy)}n](M=Ni,Cu,Hg;X=F,Cl,Br,I;)bipy=4,4'-bipyridyl)的电子结构和导电机理研究

用紧束缚(EHT)晶体轨道方法对层状金属配位聚合物[{HgX2(bipy)}(a)](X=Cl,Br;bipy=4,4'-bipyridyl)进行了能带结构计算,并利用键向量方法对这一系列聚合物能带特征和成键性质进行了讨论.研究表明,Fermi能级附近的能带主要是金属汞原子和卤素原子及氮原子之间形成的d-pσ*反键和d-pσ成键作用,这两者作用的强弱对导电性起决定作用.本文还对系列聚合物[(HgX(bipy)}n](M=Ni,Cu,Hg;X=Cl,Br;bipy=4,4'-bipyridyl)可能具有的导电机理和规律进行了探讨.     

基于从头算分子动力学的金属/氧化物-水界面能带排列

金属/氧化物的界面能带排列对于理解电化学界面有至关重要的作用。本文介绍了如何基于从头算分子动力学模拟得到金属/氧化物-水界面的能带排列。计算能带排列可与实验能带排列直接进行比较，以获得该电位下分子层面上的理解。金属界面的能带排列可与实验测定的零电荷电位对比，半导体氧化物界面的能带排列可与实验上零电荷点下测定的平带电势相比较。     

层状金属配位聚合物[｛NIX_2(bipy)｝n](X=F,Cl,Br,I;bipy=4,4'-bipyridyl)的能带结构研究

用紧束缚（EHT）晶体轨道方法对层状金属配住聚合物[{Nix2。（bipy）｝n]（X=F，Cl，Br，I；bipy=4，4’－bipyridyl）进行了能带结构计算，并利用键向量方法对这一系列聚合物能带特征和成键性质进行了讨论。研究表明，Fermi能级附近的能带主要是金属镍原子和卤素原子之间形成的d－pσ反键作用，这一反键作用的强弱对导电性起决定作用。     

层状金属配位聚合物[{MX_2(bipy)}n](M=Ni,Cu,Hg;X=F,Cl,Br,I;)bipy=4,4′bipyridyl)的电子结构和导电机理研究

用紧束缚 (EHT)晶体轨道方法对层状金属配位聚合物 [{HgX2 (bipy) }n](X =Cl,Br ;bipy =4 ,4′ bipyridyl)进行了能带结构计算 ,并利用键向量方法对这一系列聚合物能带特征和成键性质进行了讨论。研究表明 ,Fermi能级附近的能带主要是金属汞原子和卤素原子及氮原子之间形成的d pσ 反键和d pσ成键作用 ,这两者作用的强弱对导电性起决定作用。本文还对系列聚合物 [{HgX2 (bipy) }n](M =Ni,Cu ,Hg ;X =Cl,Br;bipy =4 ,4′ bipyridyl)可能具有的导电机理和规律进行了探讨。     

金属能带理论的自由电子近似模型

木文在Sommerfeld的自由电子理论基础上,介绍了自由电子近似模型。并根据此模型用量子力学微扰理论处理金属晶体中的运动电子,得出了能带的概念。指出能量连续分布的区域—Brillouin区,是由电子共有化运动引起的,而能量不连续区域一能隙,是由电子波Bragg反射,即原子实的周期场对电子波运动的干扰而形成的。文中还介绍了一些典型金属晶体的Brillouin区的形状,指出晶体的许多性质与Brillouin区形状和电子填充Brillouin区有关。     

二元化合物半导体的能带结构

本文用LCBOMO法计算了属于元素半导体和AB型、AB₂型化合物半导体的十种共价结构的能带。所得结果说明:它们的禁带宽度Eg都可统一地表为键能和邻键间共轭积分的线性函数,与共价结构的形式无关。给出许多文献用键性质归纳Eg数值规律的理论基础。     

过渡金属与过渡金属氧化物间的相互作用

本文用原子球近似(ASA)法计算了4d过渡金属及3d过渡金属氧化物(MO)的电子结构,得出了它们相应的s、p、d能带宽度、能带位置和费米能级E_F,给出了它们相应的能带结构简图。 应用能带计算结果,根据金属与半导体氧化物间电荷传递原理,讨论了4d过渡金属与3d过渡金属氧化物间的相互作用,揭示了它们之间在相互作用时的电荷传递方向及相互作用强度随周期而变化的基本规律。     

晶面上化学吸附的量子化学计算新方法

在金属单晶表面的化学吸附和催化行为的研究,对较有说服力地建立催化剂活性中心模型和建立催化机理具有重要意义。而在金属单晶表面上的化学吸附和催化转化的量子化学计算,则是这种与“真实”催化体系平行研究的一个组成部分。表面量子化学的理论处理,大体有两种近似模型,即从固体能带理论出发的半无限晶体模型与从分子轨道理论出发的     

“金属”的教学法

“金属”这个课题是无机化学课程最后的一部分。在这以前学生已经获得很多的关于金属及其性质的普通知识。同时也准备了研究金属实际材料的理论。要研究金属的性质,在自然界存在的形式,冶炼方法和应用范围,首先必须了解它们的原子结构。金属的各种化学反应可以用离子的互换或由电子得失所发生的氧化还原等关系去说明。这样就更帮助深入地了解在生产上、在自然界里和在生活上的化学过程的本质。     

非晶态Co-B的局域电子结构的X_α原子簇计算

金属玻璃TM-Met(TM为过渡金属原子,Met为类金属原子,如硼、磷等)由于其优异性能已成为非晶态研究的重要课题之一。实验研究表明,类金属原子与过渡金属原子构成非晶态合金(即金属玻璃)后,平均原子磁矩随Met的含量在一定范围内的变化呈线性下降关系.相当多的文献用“电荷转移刚性能带”模型来解释.认为金属玻璃的能带是     

“自由电子”不自由

教学中常遇到的问题是:如何解释金属导电性的差异,金属键产生的原因等。但金属的这些性质都与其中电子运动状态有关。因此,了解金属中电子的运动状态就成为解释金属性质的首要问题。但要严格地按量子力学理论来处理实际金属的微观结构,从而推算出电子运动状态是困难的。一般是用简单的模型进行说明。一、势箱模型 1.势箱中的粒子势箱模型把问题简化为一个被局限在一定区域中运动的粒子。     

Nb_3X_4(X=S,Se,Te)的能带结构研究

固相过渡金属原子簇化合物Nb_3X_4(X=S,Se,Te)在低温下出现超导行为,且从S到Te,Nb_3X_4的超导转变温度Tc呈下降趋势。本文采用EHT近似下的紧束缚能带方法,计算了Nb_3X_4的能带结构。讨论其电子结构与超导电性的关系,并从化学键的观点出发对其Tc的递变加以解释。此外,本文还给出了Nb金属晶体的能带结构。     

从分子轨道能级图看FeS2的性质

根据分子轨道理论和能带理论阐明FeS_2分子轨道的形成及其与FeS_2具有较高稳定性、较大比重和硬度、抗磁性、半导体性、黄色等性质之间的关系。     

一维酞菁化合物能带结构研究

本文用EHMO紧束缚带方法研究了一维酞菁配合物MPc和MPcL的能带结构。计算结果表明, 酞菁环氧化后电导率增加不仅是因为产生了部分充满带, 而且能带结构发生了显著变化。MPc配合物导电机理与金属原子有关, Fe、Mn、Pt等能通过d~z~2带导电; Ni、Cu等则不能。讨论了堆积方式和层间距对MPc以及桥基对MPcL能带的影响。并用近似方法计算了非理想堆积的能带结构。     

基于二维材料WX_2构建的范德华异质结的结构和性质及应变效应的理论研究

二维材料过渡金属硫属化物(TMDs),因其优越的物理化学特性及其在光电子器件、光催化等领域的潜在应用价值,得到了人们的广泛关注。基于TMDs材料可以构建具有不同性能的范德华(vdW)异质结,但构建的异质结由于其固有的能带带隙大小限制了其在全光谱上的响应,因而对其能带带隙调控变得十分重要。本文基于第一性原理方法系统地研究了WX_2 (X=S, Se, Te)从单层到体相的结构和性质,以及由此组装的vdW异质结构WS_2/WSe_2、WS_2/WTe_2和WSe_2/WTe_2的结构和性质以及应力应变对异质结构的能带带隙的影响。结果表明:结合HSE06泛函和自旋轨道耦合(SOC)效应的计算方案可以精确描述WX_2体系;异质结构WS_2/WSe_2,WS_2/WTe_2和WSe_2/WTe_2呈现type-II能带分类;在施加单轴或双轴的应力应变后,能带带隙大小发生相应改变,当晶格形变大于4%后,异质结构由半导体特性变成具有金属性。这些研究为光电子器件的设计提供了重要的指导意义。     

锡钙钛矿太阳能电池的进展与展望

金属卤素钙钛矿是目前最有前景的高效低成本新型太阳能电池材料,但是目前还存在环境友好性和理论效率极限较低的问题。锡钙钛矿环境友好,而且其带隙更窄理论转换效率更高,吸引了广泛的关注。锡钙钛矿太阳能电池(TPSC)近年来发展迅速,是目前效率最高的无铅钙钛矿太阳能电池。本文先介绍了锡钙钛矿的晶体结构、能带结构和光电性质,然后总结了最近在锡钙钛矿领域有代表性的工作和提高光电转化效率的策略,最后讨论了锡钙钛矿发展面临的挑战和未来的发展方向。     

一维酞菁聚合物的从头算晶体轨道研究

用密度泛函自洽场晶体轨道方法计算了几种一维酞菁聚合物及其取代衍生物的能带结构和电子性质,得到这些聚合物均是半导体.研究发现,聚合方式和共轭程度的差异不仅影响能隙的大小,而且影响能带的形状.取代基对聚合物能带形状的影响不大,但取代基的电子特性对能带的位置高低起到一定的作用.