云南松松塔中两种新木脂素圆二色谱的密度泛函研究

采用梯度校正的密度泛函理论方法,计算了云南松松塔中分离的2种新木脂素的绝对结构为7S,8R的手性结构、电子吸收光谱、电子圆二色谱、红外振动光谱和振动圆二色谱,计算值与实验值相符. 分子轨道和振动模式分析,两种新木质素具有相似的手性光谱. 电荷密度转移对电子圆二色谱具有主要贡献;而振动圆二色谱主要源于分子骨架运动.     

云南松松塔中两种新木脂素圆二色谱的密度泛函研究

采用梯度校正的密度泛函理论方法,计算了云南松松塔中分离的2种新木脂素的绝对结构为7S,8R的手性结构、电子吸收光谱、电子圆二色谱、红外振动光谱和振动圆二色谱,计算值与实验值相符. 分子轨道和振动模式分析,两种新木质素具有相似的手性光谱. 电荷密度转移对电子圆二色谱具有主要贡献;而振动圆二色谱主要源于分子骨架运动.     

木榄醇手性光谱的密度泛函研究

手性光学理论研究有助于解释手性分子的旋光机理和设计新的手性药物.采用B3LYP方法,计算了木榄醇A—C的旋光度和圆二色谱.从分子结构、正则振动和电子结构方面,探索了分子手性微观起源,分析了旋光度和电子圆二色谱的溶剂效应.表明OH的引入可调节分子的手性,甲基和苯环加强了分子的手性.发生在手性骨架上的振动和电子跃迁,加强了分子的手性.溶剂效应减小旋光度、削弱电子圆二色谱. 关键词： 木榄醇 光学活性 密度泛函理论 圆二色谱     

二碘甲状腺素团簇结构与光谱性质的密度泛函理论研究

在B3LYP/Lanl2mb基组水平上,利用密度泛函理论(DFT)优化了二碘甲状腺素团簇的几何和电子结构.研究结果表明,优化所得二碘甲状腺素团簇的几何结构对称性为C₁;在基态稳定结构基础上,得出其输运性质,既非p型输运材料,亦非n型输运材料,即不具有输运性质;在优化好的基态结构基础上,又研究了它的红外和拉曼分子振动谱,得出了其红外和拉曼谱的特性.     

CdS掺Mg和Ni电子结构和光学性质的密度泛函理论研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,对闪锌矿结构CdS和CdS∶M(M=Mg,Ni)几何结构、能带结构、电子态密度和光学性质进行了系统的研究。几何结构研究对掺杂后体系晶格常量进行了优化计算,结果表明Mg和Ni原子掺入CdS后晶格常量均减小,晶格发生局部畸变。进一步研究了掺杂对体系电子结构的影响,能带结构和电子态密度分析表明由于Ni 3d电子的引入使CdS∶Ni成为半金属铁磁半导体,而Mg 3s电子的引入CdS∶Mg带隙变宽。另外,体系掺杂后,吸收系数分析表明掺杂导致吸收峰在可见光波长区域变化显著,且掺Ni导致吸收峰进一步向长波方向移动。     

Cu13团簇几何和电子结构的密度泛函研究

利用遗传算法结合Gupta原子间相互作用势,采用密度泛函理论,系统研究了带电 团簇的基态与低激发态的几何结构和电子结构并与中性Cu13团簇进行了对比．计算结果表明：对 Cu13（中性及带电）团簇,高对称性几何构型在众多异构中无能量竞争性优势,团簇基态结构皆为非紧致低对称性结构,对 负电Cu13找到一种新的低对称性最低能结构;带电明显影响团簇结构稳定性,带电Cu13团簇与中性Cu13团簇的结构稳定性序列显著不同;基态 Cu13（中性及带电）团簇的具有磁矩最小化效应,而其高对称性结构则有较大磁矩;计算所得Cu13团簇电离能及电子亲和势与实验结果相符．     

CdS掺Ti和Co几何结构及电子结构的密度泛函理论研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法，对闪锌矿结构CdS和CdS：M（M=Ti，Co）几何结构、电荷分布、能带结构和电子态密度等进行了系统研究．几何结构研究对晶格参量进行了优化计算，Co和Ti原子掺入CdS后晶格常数均减小，晶格发生局部畸变．电荷密度计算表明，对于掺Co体系，近邻的S原子电荷分布变化明显，即有更多电子转移到S原子，同时次近邻Cd原子周围的电子分布也受到影响；对于Ti体系，邻近S原子电荷分布变化不明显，次近邻Cd原子周围电荷也没有重新分布．能带结构和态密度分析表明，由于Co3d和Ti3d电子的引入，CdS：Co成为铁磁半导体，而CdS：Ti为简并半导体．     

Cu±13团簇几何和电子结构的密度泛函研究

借助遗传算法结合Gupta原子间相互作用势,本文采用密度泛函理论系统研究了带电Cu13±团簇的基态与低激发态的几何结构和电子结构,并与中性Cu13团簇的结果进行了对比.计算结果表明:对Cu13n(n=0,士1)团簇,高对称性几何构型在众多异构中无能量竞争性优势,团簇基态结构皆为非紧致低对称性结构,对Cu13-找到一种新的低对称性最低能结构;带电明显影响团簇结构稳定性,带电Cu13±团簇与中性Cu13团簇的结构稳定性序列显著不同;基态Cu13n (n=0,±1)团簇具有磁矩最小化效应,而其高对称性结构则有较大磁矩;计算所得Cu13团簇电离能及电子亲和势与实验结果相符.     

用密度泛函理论研究氮化硅新相的电子结构、光学性质和相变

运用第一性原理赝势方法,对氮化硅新相(六方Pˉ6和Pˉ6′相)的电子结构、光学性质和相变过程进行分析,研究能带结构、介电函数谱、反射谱和能量损失函数的变化机理.研究发现,β→Pˉ6→δ相变是可行的,在室温下β→Pˉ6和Pˉ6→δ相变的临界压强分别为42.9和47.7 GPa;相界的斜率为正值表明Pˉ6→δ相变过程伴随着晶胞体积的塌缩;Pˉ6和Pˉ6′相分别属于直接带隙和间接带隙半导体,能隙宽度分别为4.98和4.01 eV;得到了两相的零频介电常数;反射谱表明,两相的强反射峰均位于真空紫外线区域,因此可以用作紫外光屏蔽或紫外探测材料;在可见光区域,两相表现为近似透明.     

密度泛函理论研究吲哚并咔唑同分异构体结构,芳香性和光谱性质

在B3LPY/6-31G(d, p)基组水平上,利用密度泛函理论(DFT)优化了吲哚并咔唑五种同分异构体的几何和电子结构.基于这五种同分异构体的几何结构下,其吸收和发射光谱的研究使用相同的基组水平并采用极化连续介质模型(PCM)下用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算.由于三种近似线性分子(吲哚并[2,3-a]咔唑、吲哚并[2,3-b]咔唑和吲哚并[3,2-b]咔唑)的电荷转移跃迁的振荡强度较大,这些异构体的发射光谱存在明显差异;基于吲哚并[2,3-c]咔唑和吲哚并[3,2-a]咔唑的构型特征,这两种同分异构体的发射谱具有高能量.比较计算结果表明,吲哚并[2,3-b]咔唑在这些分子中的振荡强度最大.这是因为当吲哚并咔唑的五种同分异构体的结构从基态变为激发态时,这些分子的分子轨道(MO)能级不同.由计算结果还得出,这五个分子适用于P型传输材料,并且每个分子的三个苯环均具有共轭效应.     

S-和R-五味子丙素非对映异构体的圆二色谱研究

园二色谱(CD)是测定有机化合物绝对构型的常用方法。文章用圆二色谱仪对合成的4个联苯类化合物进行了表征(2个非桥键联苯化合物和2个桥键联苯化合物),得到两对几乎完全对称的圆二色谱谱图。根据其圆二色谱Cotton效应确定了4个化合物的联苯键的绝对构型。化合物3分别在256 nm出现负的Cotton效应,且在220 nm出现正的Cotton效应,表明这个化合物是S-构型;而化合物3’出现了相反的Cotton效应,表明这个化合物是S-构型。由化学相关法可以得知化合物2是R-构型, 化合物2’是R-构型。通过这些数据得出结论, 以S-噁唑啉为手性合成子的Ullmann反应得到的是S-构型联苯类化合物, 而以S-噁唑啉为手性合成子的Ullmann反应得到的是R-构型型联苯类化合物。     

Electronic and optical properties of V doped AlN nanosheet: DFT calculations

Electronic and optical properties of pure and V-doped AlN nanosheet have been investigated using density functional theory, and the dielectric tensor is calculated using the random phase approximation (RPA). The results of structural calculations show that the V atoms tend to replace instead of aluminum atoms with the lowest formation energy. In addition, study of the electronic properties shows that pure AlN nanosheet is a p-type semiconductor that by increasing one V atom, it possesses the metallic properties and magnetic moment becomes Zero. Moreover, by replacing two V atoms, the half-metallic behavior with 100% spin polarization can be found, and each supercell gains a net magnetic moment of 3.99 µ_B. Optical properties like the dielectric function, the energy loss function, the absorption coefficients, the refractive index are calculated for both parallel and perpendicular electric field polarizations, and the results show that the optical spectra are anisotropic.     

Interaction of fisetin with human serum albumin by fluorescence, circular dichroism spectroscopy and DFT calculations: binding parameters and conformational changes

The interaction between fisetin, an antioxidant and neuroprotective flavonoid, and human serum albumin (HSA) is investigated by means of fluorescence (steady-state, synchronous, time-resolved) and circular dichroism (CD) spectroscopy. The formation of a 1:1 complex with a constant of about 10⁵ M⁻¹ was evidenced. Förster's resonance energy transfer and competitive binding with site markers warfarin and ibuprofen were considered and discussed. Changes in the CD band of HSA indicate a decrease in the α-helix content upon binding. An induced CD signal for bound fisetin was observed and rationalized in terms of density functional theory calculations.     

密度泛函研究细梗胡枝子提取物中新型抗氧化剂的分子结构和活性氧清除机理

采用密度泛函方法研究了从细梗胡枝子中提取的三种新型抗氧化剂的分子结构和活性氧清除机理．研究发现优化后的最优分子构型中都含有分子内氢键,与用二级微扰方法得到的结果一致．根据预测的气相和水相抗氧化剂的键解离能、电离势,以及三种重要活性氧的电子亲和势和氢原子亲和势,详细讨论了三种抗氧化剂的活性氧清除机理并发现其抗氧化活性和实验结果一致.     

Electronic energy gaps and optical properties of LaMnO3

We investigate electronic structure and optical properties of LaMnO₃ through density-functional-theory calculations with a recent improved exchange potential. Calculated gaps are consistent with recent experimental values, and calculated optical conductivities and dielectric constants as functions of photon energy are in excellent agreement with low-temperature experimental results. These lead to a satisfactory theoretical understanding of the electronic gaps and optical properties of LaMnO₃ without tuning atomic parameters and can help elucidate electronic structures and magnetic properties of other manganite materials.     

DFT/TDDFT Study on the Electronic Structure and Spectral Properties of Diphenyl Azafluoranthene Derivative

Paper reports the DFT/TDDFT study on the electronic structure and spectral properties of the five-membered annulated diphenyl azafluoranthene derivative 1,3-diphenyl-3H-indeno[1,2,3-de]pyrazolo[3,4-b]quinoline (DPIPQ) by means of polarizable continuum model (PCM) and Onsager reaction field approaches at the B3LYP/6-31+G(d,p) level of theory. The results of calculations are compared with the optical absorption and fluorescence spectra as well as with the cyclic voltammetry data. The DFT/TDDFT/PCM approaches exhibit rather good quantitative agreement regarding the spectral position of the first absorption band; the discrepancy between the experiment and theory is less than 0.06 eV (linear response approach) or 0.25 eV (state specific approach). As for the fluorescence emission the TDDFT/PCM calculations underestimate the transition energy on about of 0.7–0.8 eV. Such discrepancy should be attributed to insufficient quality of the TDDFT/PCM optimization in the excited state. Ignoring the geometrical relaxation in the excited state provides considerably better agreement between the experiment and theory; discrepancy is less than 0.1–0.22 eV depending on a solvent polarity. The dominant influence on the fluorescence emission results mainly from the solvent reorganization in the excited state whereas the solute relaxation is indeed weak and may be ignored.     

ThTiO_4~(-/0),Th_2TiO_6~(-/0)和ThTi_2O_6~(-/0)的电子结构和化学成键的密度泛函理论研究

本文采用B3LYP密度泛函理论方法,探究双核、三核掺杂钍氧簇体系ThTiO_4~(-/0)、Th_2TiO_6~(-/0)和ThTi_2O_6~(-/0)的几何构型、电子结构和化学成键等规律,并与等价电子体(TiO_2)-/0n(n=2,3)进行对比,研究掺杂效应对于掺杂体系的结构和成键等性质的影响.结果表明:掺杂钍氧簇与其等价电子体(TiO_2)-/0n(n=2,3)具有类似的键连方式.ThTiO_4~-中单电子占据的位置与Ti2O-4中单电子的所处位置类似,都是被两个金属原子共用,而Th_2 TiO_6~-,Th Ti_2O_6~-以及Ti_3O_6~-中的单电子均处于那个不含端氧的金属原子上.     

Theoretical Study of the C-Cl Bond Dissociation Enthalpy and Electronic Structure of Substituted Chlorobenzene Compounds

利用密度泛函(DFT)三种交换/相关函数(B3LYP, B3PW91,B3P86)结合6-31G**和6-311G**基组,计算了13个取代氯苯化合物的键离解能. 结果表明B3P86/6-311G**方法是计算取代氯苯化合物键离解能的可信方法,研究发现C-Cl键的键离解能与所使用的基组和计算方法密切相关,取代基对C-Cl键的键离解能的影响不明显. 研究了目标化合物的前线轨道能级差,并对取代氯苯化合物的热稳定性做了评估.     

高温高压下Zr2AlC的结构及热学性质的第一性原理

利用密度泛函理论研究了高温高压下Zr₂AlC的结构和热力学性质,计算得到Zr₂AlC的晶格参数与实验值符合较好．研究了Zr₂AlC的弹性常数、体模量、剪切模量和杨氏模量等力学性质随压力变化的趋势．同时研究了维氏硬度随压力的变化趋势．通过计算得到的杨氏模量预测了Zr₂AlC的弹性各向异性．最后,基于准简谐德拜模型,成功预测了Zr₂AlC的德拜温度、热容、热膨胀系数和Grüneisen参数随着压强和温度的变化关系.     

类石墨烯硼-磷单层材料的电子与光学性能的第一性原理计算研究

基于第一性原理计算,对硼-磷单层材料的电子结构和光学性质进行系统地理论研究. 全局结构搜索和第一性原理分子动力学模拟现实二维硼-磷单层材料能量最低的结构与石墨烯类似,具有很高的稳定性. 类石墨烯二维硼-磷单层是直接带隙半导体,带隙宽度1.37 eV,其带隙宽度随层数增加而减少. 硼-磷单层的带隙宽度受外界应力影响.硼-磷单层的载流子迁移率达到106 cm2/V. MoS2/BP二维异质结可用于光电器件,其理论光电转换效率为17.7%?19.7%. 表明类石墨烯硼-磷二维材料在纳米电子器件与光电子器件的潜在应用价值.