C72,La2@C72几何结构和电子性质的计算研究

采用密度泛涵理论(density functional theory,DFT)中的广义梯度近似(generally gradient approximation,GGA)对富勒烯C72和内掺金属La富勒烯La2@C72三种同分异构体的几何结构和电子结构进行研究.发现在C72的三种同分异构体中,满足独立五边形规则(isolated-pentagon-rule,IPR)的C72(D6d)结构最为稳定;在La2@C72三种同分异构体中,有着两对两两相邻五元环(twofused-pentagon)的La2@C72(#10611)结构最为稳定,而满足IPR的La2@C72(D6d)的结构变成了最不稳定结构.从能级图和态密度图分析得知,笼子稳定性的变化与La原子的原子轨道与C72原子轨道之间的杂化有关.Mulliken电荷分析得知,La2@C72(#10611)的两个La原子共转移了约3个电子给C72,并且,它们几乎分布在整个C笼上,形成的电子结构为La23+@C3-72.净自旋分析得知,La2@C72(#10611)中La原子磁性完全淬灭.     

C80H80几何结构和电子性质的密度泛函研究

采用密度泛函理论方法中的广义梯度近似,对C₈₀H₈₀几何结构和电子性质进行了研究. 几何结构研究表明:在C₈₀H₈₀可能稳定存在的两种同分异构体中, 连接12个五边形的20个C原子内部氢化,其余60个C原子外部氢化所形成的结构即 H₂₀@C₈₀H₆₀最稳定,其仍然保持I_h对称性. 通过对H₂₀@C₈₀H₆₀的能级、前线轨道和态密度分析可知: 在H₂₀@C₈₀H₆₀中, H原子的原子轨道与C原子的原子轨道之间在占据态轨道上有较强的杂化, H原子对H₂₀@C₈₀H₆₀的占据态轨道的贡献比较大. 其最高占据轨道主要由外部H原子和碳笼来贡献,而最低未占据轨道主要由内部H原子贡献, 表明内外H原子在H₂₀@C₈₀H₆₀的化学反应中承担不同的角色. H₂₀@C₈₀H₆₀为闭壳层结构,所有电子都是配对的,表现为非磁性.     

密度泛函理论计算内掺氢分子富勒烯H2＠C60及其二聚体的几何结构和电子结构

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(generalized gradient approximation,简称GGA),对内掺氢分子富勒烯H₂＠C₆₀及其二聚体的几何结构和电子结构进行了计算研究.发现无论是在H₂＠C₆₀单体,还是在其二聚体中,氢倾向以分子形式存在于碳笼中心处,且在室温下氢分子可以做自由旋转.电子结构分析表明,氢分子掺入到C₆₀和C₁₂₀中,仅对距离费米能级以下-8eV至-5eV能级处有一定的贡献,其他能级的分布和能隙几乎没有变化. 关键词： 几何结构 电子结构 密度泛函     

C60富勒烯-巴比妥酸及其二聚体几何结构和电子结构的密度泛函计算研究

采用基于密度泛函理论的广义梯度近似,对C₆₀富勒烯-巴比妥酸及其二聚体的几何结构和电子结构进行了计算研究.发现：C₆₀富勒烯-巴比妥酸只有一种稳定结构,且掺杂巴比妥酸基团对C₆₀分子构型的影响是局域的.C₆₀富勒烯-巴比妥酸的二聚体有三种同素异构体,分别以［6,5］—［6,5］,［6,6］—［6,5］和［6,6］—［6,6］三种方式键合,从能隙大小顺序和总能相对大小来看,［6,6］—［6,6］结构最为稳定.电子结构方面,在C₆₀富勒烯-巴比妥酸单体中,Donor-Acceptor电荷转移体系为C₆₀富勒烯-巴比妥酸,即电荷是从C₆₀向巴比妥酸转移.由前线轨道和自旋布居数得知,C₆₀富勒烯-巴比妥酸单体很好地保留了C₆₀的电磁性质,但稳定性下降,易发生二次加成反应形成二聚体.对于C₆₀富勒烯-巴比妥酸二聚体,Mulliken电荷分析显示,在加成四元环处的碳原子分别得到0104e和0106e电荷,而与它们邻近的碳原子则失去电子,带有正电荷,且距加成位置越近的碳原子失去的电荷越多.在远离加成位置处,碳原子的净电荷变化相对较小.与单体152eV能隙相比,二聚体中的能隙为1.45eV.其前线轨道分布与单体相比,最高占据轨道几乎未变,但最低未占据轨道发生了很大变化. 关键词： 几何结构 电子结构 密度泛函     

内掺氮富勒烯N_2@C_(60)的几何结构和电子性质的密度泛函计算研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似对内掺氮富勒烯N2@C60的几何结构和电子性质进行计算研究.发现在N2@C60中,氮倾向以分子形式存在于C60中心处.键长分析、能级图、态密度图和电荷分析表明内掺氮分子对C60几何结构和电子结构带来的影响甚微.     

X@C20F20(X=He,Ne,Ar,Kr)几何结构和 电子结构的理论研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似, 对X@C₂₀F₂₀(X=He, Ne, Ar, Kr)几何结构和电子结构进行了计算研究. 几何结构优化发现: 惰性气体原子X内掺到C₂₀F₂₀笼后, 均稳定于碳笼中心, 随着内掺X原子序数的增大, X原子对C₂₀F₂₀笼的影响越来越大. 能隙、内掺能和振动频率计算表明: 内掺X原子使得C₂₀F₂₀的稳定性得到了显著提升, X@C₂₀F₂₀(X=He, Ne, Ar, Kr)都具有良好的稳定性, 并且随着X原子序数的增大, 其稳定性也基本呈现逐渐增强的趋势. 电子结构研究发现: X原子对X@C₂₀F₂₀费米能级附近的占据轨道基本没有贡献, 而对其未占据轨道贡献较大. 计算还发现: 在X@C₂₀F₂₀中, He 和Kr分别从C₂₀F₂₀的C 笼上获得了0.126和0.271个电子, 而Ne和Ar却分别向C笼转移了0.060和0.012个电子. 由此可见: X原子与C原子之间都发生了电荷转移, C笼上的C原子与惰性气体原子X间形成了一定的离子键.     

外掺非典型富勒烯C64Si的几何结构和电子性质计算研究

采用密度泛函理论（density functional theory, DFT）中的广义梯度近似（generalized gradient approximation, GGA）对非典型富勒烯C₆₄Si的几何结构和电子性质进行计算研究,发现在C₆₄Si可能稳定存在的四种同分异构体中,Si原子吸附在三个直接相邻五边形的公共原子处形成的外掺杂结构是热力学最稳定的结构,即文中定义的C₆₄Si-1,这和Ge等人对 Si原子在C_{28关键词： 64}Si')" href="#">C₆₄Si 64')" href="#">C₆₄ 外掺富勒烯 密度泛函理论     

M2Sn17(M=Ni，Mn)及其阴离子的几何结构、电子结构和磁性的计算研究

采用密度泛函理论(density functional theory, DFT)中的广义梯度近似(generalized gradient approximation, GGA) 对Ni₂Sn₁₇，Mn₂Sn₁₇，［Ni₂Sn₁₇］^4-和［Mn₂Sn₁₇］^2-三种同分异构体的几何结构、电子 关键词： 2Sn₁₇')" href="#">Ni₂Sn₁₇ 2Sn₁₇')" href="#">Mn₂Sn₁₇ 几何结构 电子结构和磁性 密度泛函理论     

FeS2(100)表面原子几何与电子结构的理论研究

采用密度泛函理论研究了FeS2(100)表面原子几何与电子结构.理论计算结果表明:FeS2(100)表面无弛豫、无重构,是体相原子几何的自然终止.与体相电子结构相比,FeS2(100)表面电子特性明显不同,禁带中央产生新的表面态,且表面态局域性强,主要由Fe原子的3d分波贡献.配位场理论定性分析表明:FeS2(100)完整晶面表面态产生机制是Fe原子的配位数减少、局部对称性下降所致 关键词： 密度泛函理论 表面电子结构 FeS2     

钒团簇的几何和电子结构——从分子到体相性质的演化

基于密度泛函理论,优化了钒团簇V_n(n=2—9,13,15,19,27,51)的几何结构,通过研究键长、配位数、平均结合能、电离势、电子亲和能、总的态密度和平均磁矩随着尺寸的变化规律,从理论上揭示了n≤9的钒团簇电子结构具有分立特征的分子行为和很强的尺寸效应,13≤n≤19是从分子向体相态结构变化的过渡区域;V₂₇和V₅₁的态密度已趋向于体相的三峰结构,说明它们已接近大块钒的性质 关键词： 钒团簇 密度泛涵理论 电子结构     

The density functional calculations on the structural and electronic properties of the endohedral fullerene dimer (N2@C60)2

The generalised gradient approximation based on density functional theory is used to study the structural and electronic properties of the endohedral fullerene dimer (N 2 @C 60) 2.Four N atoms sit at the cage centres in the form of two N 2 molecules.The density of states and Mulliken charge analysis explore that the energy levels from-6 to-10 eV are mainly influenced by the N 2 molecules.     

Structure and electronic properties of Hn@C20 molecule

Density functional theory has been employed to optimize the structure of endohedral doped C₂₀ fullerene. We have also investigated electronic properties. We have found that C₂₀ cage can accommodate up to 8 hydrogen atoms. Some hydrogen atoms get chemisorbed on the inner surface of C₂₀ cage and form C-H bond. Structural deformation is found to increase with increase in H-atoms. From the analysis of electronic properties, we observe that due to endohedral doping of hydrogen atoms inside C₂₀, H-atoms acquire net negative charge by accepting electrons and fullerene molecules acquire positive charge by donating electrons to H-atoms. For endohedral complexes where H₃ triangular molecule formation takes place, the nature of net charge transfer changes, i.e. fractional electronic charge is transferred from H-atoms to fullerene. C₂₀ doped with odd number of H-atoms should be more reactive compared to the even number case. Most of the present results are similar to those of endohedral C₆₀.     

FePc与TiO2(110)及C60界面电子结构研究

基于C₆₀受体和有机分子给体的太阳能电池是目前非常重要的一个研究热点, 利用同步辐射真空紫外光电子能谱(SRUPS) 技术研究了酞菁铁(FePc)与TiO₂(110)及C₆₀的界面电子结构, 以及FePc与C₆₀分子混合薄膜的电子结构. SRUPS价带谱显示, FePc沉积在化学计量比与还原态两种不同的TiO₂(110)表面时, FePc分子的HOMO能级均随FePc厚度的变化发生了移动, 而在化学计量比的TiO₂(110)表面位移较大, 同时发生界面能带弯曲, 说明存在从有机层向衬底的电子转移. 在FePc/C₆₀和C₆₀/FePc界面形成过程中, FePc与C₆₀分子的最高占据分子轨道(HOMO)位移大小基本相同. 由界面能级排列发现, 在FePc与C₆₀的混合薄膜中, FePc分子的HOMO与C₆₀分子的最高占据分子轨道能级差较大, 这有利于提高器件开路电压, 改善器件性能.     

The stability, frontier orbitals, bond character, and static linear polarizability of the fluorinated fullerene H20@C80F60

This paper uses the density functional theory under generalised gradient approximation to analyse the stability,frontier orbitals,bond character,and static linear polarizability of H20@C80F60,which has not been isolated,as well as those of the synthesised H 20 @C 80 H 60.The H20@C80F60 should be considerably stable by analysing its energy and aromaticity.The inside H and outside X will play different role in the chemical reaction involving H 20 @C 80 X 60(X=H and F).The covalence of C-H bond is in the order that the inside C-H bond of H20@C80F60 > the inside C-H bond of H 20 @C 80 H 60 > the outside C-H bond of H 20 @C 80 H 60,whereas the C-F bond of H20@C80F60 have both the covalent and ionic characters.The static linear polarizabilities of C 80 and H 20 @C 80 X 60(X=H and F) are all isotropic.     

Reaction of C2HCl2+O2: Combined TR-FTIR Spectroscopy and Electronic Structure

用时间分辨傅立叶变换红外发射光谱(TR-FTIR)和G3MP2//B3LYP/6-311G(d,p)水平的电子结构计算研究了环境化学中重要的二氯代乙烯自由基C₂HCl₂和O₂分子的基元反应通道和机理. 通过0.5 cm^-1高分辨的TR-FTIR发射光谱观察到三种振动激发态产物CO₂、CO和HCl,由光谱拟合得到CO和HCl的振动态分布,结合电子结构计算的反应势能曲线,提出反应机理和能量上最可能的反     

ELECTROCHEMICAL OXIDATION OF La2CuO4 SINGLE CRYSTALS

Bulk superconducting La₂CuO_4+δ single crystals are obtained by using electrochemical intercalation technique from the as-grown insulating samples. Oxidation is carried out by constant current I=10μA at temperature T=70℃ and room temperature, respectively. Structure and magnetic properties are studied by low-temperature X-ray diffraction and susceptibility measurements. A superconducting phase with T_c of 19K and δ-0.12 can be attributed to the formation of oxygen clusters. Room temperature oxidation is inhomogeneous: two superconducting phases with T_c1 of 24K and T_c2 of 8K and an antiferromagnetic phase are coexisting in the crystal. It is found that the appearance of T_c in this system has the "step" tendency.     

Rb掺杂C60单晶的相衍变和电子态

在C₆₀单晶超高真空解理面上制备C₆₀的Rb填隙化合物薄膜.用同步辐射光电子能谱研究了相衍变过程.观察到对应于固溶相、Rb₁C₆₀和Rb₃C₆₀的电子态密度分布.当数纳米厚Rb₃C₆₀薄膜在C₆₀单晶（111）解理面形成后，室温条件下进一步沉积Rb至样品表面不产生fcc到bct或bcc结构相变.C_{60 关键词： 4}C₆₀和Rb₅C₆₀吸附相')" href="#">金属性Rb₄C₆₀和Rb₅C₆₀吸附相 60单晶')" href="#">C₆₀单晶 相衍变 同步辐射光电子能谱     

Al掺杂的尖晶石型LiMn2O4的结构和电子性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法, 在广义梯度近似(GGA)和GGA+U方法下对尖晶石型LiMn₂O₄及其Al掺杂 的尖晶石型LiAl_0.125Mn_1.875O₄晶体的结构和电子性质进行了计算. 结果表明: 采用GGA方法得到尖晶石型LiMn₂O₄是立方晶系结构, 其中的Mn离子为+3.5价, 无法解释它的Jahn-Teller 畸变. 给出的LiMn₂O₄能带结构特征也与实验结果不符. 而采用GGA+U方法得到在低温下的LiMn₂O₄和其掺杂 体系LiAl_0.125Mn_1.875O₄的晶体都是正交结构, 与实验一致. 也能明确地确定Mn的两种价态Mn³⁺/Mn⁴⁺的分布并且能够说明Mn³⁺O₆的z方向有明显的Jahn-Teller 畸变, 而Mn⁴⁺O₆则没有畸变. LiMn₂O₄的能带结构与实验比较也能够符合. 采用GGA+U方法对Al掺杂体系的LiAl_0.125Mn_1.875O₄的研究表明, 用Al替换一个Mn不会明显地改变晶体的电子性质, 但可以有效地消除Al³⁺O₆ 八面体的Jahn-Teller畸变, 从而改善正极材料LiMn₂O₄的性能, 这与电化学实验的观察结果相一致.     

Geometric,stable and electronic properties of Aun-2Y2（n=3-8） clusters

Employing first-principles methods,based on the density function theory,and using the LANL2DZ basis sets,the ground-state geometric,the stable and the electronic properties of Aun-2Y2 clusters are investigated in this paper.Meanwhile,the differences in property among pure gold clusters,pure yttrium clusters,gold clusters doped with one yttrium atom,and gold clusters doped with two yttrium atoms are studied.We find that when gold clusters are doped by two yttrium atoms,the odd-even oscillatory behaviours of Aun-1Y and Aun disappear.The properties of Aun-2Y2 clusters are close to those of pure yttrium clusters.     

Optical properties of La2O3 doped diamond-like carbon films

A novel kind of La₂O₃ doped diamond-like carbon (DLC) films with thickness of 100-120 nm were deposited by unbalanced magnetron sputtering. Raman spectra and photoluminescence properties were measured by Raman spectrometer operated by 325 nm He-Cd laser and 514 nm Ar⁺ laser, respectively. The intensities of Raman spectra and photoluminescence are higher than those of pure DLC films. The La₂O₃ doped DLC films have the potential promising for the application of solar cell coatings.