电荷转移复合分子晶体TMPD·(TCNQ)2的电子能带结构及其与NMP·TCNQ和TTF·TCNQ的比较

本文对电荷转移复合分子晶体TMPD·(TCNQ)_2的电子能带进行了计算。在计算中将TMPD及TCNQ分别作为准一维分子柱来处理。所用计算方法为EHMO/LCAO-MO-CO方法。计算结果再次证实我们在前文给出的规律, 即分子晶体能带的位置由其孤立分子相应分子轨道能级的位置决定, 而能带宽度由相邻分子的相应分子轨道间的相互作用决定。本文还对该晶体的能带结构及其与室温电导率的关系进行了讨论, 并与NMP·TCNQ 和TTF·TCNQ晶体的进行比较。     

TTF-TCNQ分子晶体的电子能带——Peierls相变前后能带结构的变化

本文对TTF-TCNQ分子晶体的电子能带进行了计算。计算结果表明,TTF-TCNQ晶体能带的位置和宽度完全符合能带位置由孤立分子的分子轨道能级决定,能带宽度由相邻分子间分子轨道的相互作用决定。计算结果也表明,Peierls相交后二聚现象对能带宽度产生了显著的影响,它使TTF和TCNQ两个分子柱各自能带宽度都剧烈变狭。根据Frhlich和Sewell所给出的载流子迁移率与能带宽度的关系,能够较满意地解释TTF-TCNQ在Peierls相变前后所发生的电导率的剧变。     

分子晶体电子能带的结构特征

本文研究了分子晶体电子能带的结构,指出:分子晶体电子能带的位置由分子的分子轨道能级决定,而能带宽度由各个分子中分子轨道间的相互作用决定。由此出发,提出了计算分子晶体的电子能带的简便方法。     

MCI·(TCNQ)_2电荷转移复合物分子晶体的电子能带结构及其与导电性能关系的研究

本文对1-MCI·(TCNQ)_2(Ⅰ)及2-MCI·(TCNQ)_2(Ⅱ)两种电荷转移复合物分子晶体的电子能带、电荷分布及电荷转移量进行了研究,指出:(1)晶体中TCNQ分子柱对导电起主要作用,载流子是电子。(2)导电主要是采取载流子在格点间跳跃(hopping)的方式进行。(3)晶体(Ⅰ),(Ⅱ)电导率的显著差别是由于载流子浓度,n_(AⅠ)~c=0.9988-|e|/cell,n_(AⅡ)=0.0340-|e|/cell;能带宽度△E(?)=0.088eV,△E(?)=0.040eV;(dE/dk)(?)=0.27eV·(?),(dE/dk)(?)=0.0048eV·(?)以及载流子在格点间跳跃的势垒E_(11)-E_1=2.5-8.8 kJ/mol等显著差别所致。     

MTDTPY.TCNQ及MTDTPY.CHL电荷转移复合物晶体的电子能带结构 及其与导电性能 关系的研究

用紧束缚近似的EHMO方法对α-MTDTPY·TCNQ(1)、β-MTDTPY·TCNQ(2)及MTDTPY·CHL(3)三种电荷转移复合物晶体的电子能带进行了计算.在1中,电子施体(D)分子MTDTPY及受体(A)分子TCNQ形成交替重叠的一维分子柱(M),柱间无净电荷转移.能隙.E_G=0.15 eV,载流子的产生主要来自热激发.在2及3中,电子施体(D)MTDTPY及受体(A)TCNQ及CHL分子分别形成相对独立的D及A一维分子柱,载流子的产生主要来自柱间的电荷转移.由电子能带结构及关于载流子迁移的Frohlich-Sewell公式,得出上述三种晶体的室温电导率之比为σ_1∶σ_2∶σ_3=3.72×10~(-10)∶1∶1.15,与实验事实基本一致.关于各分子柱对σ的贡献,2中D柱∶A柱～10~3∶1;3中D柱∶A柱～2∶1.根据计算结果,本文还对载流子的迁移机理进行了讨论.     

电荷转移复合物1-氮-甲基-苯并哒嗪TCNQ和2-氮-甲基-苯并哒嗪TCNQ的能带结构与电性质的研究

本文采用以EHMO为基础的紧束缚近似方法计算了同分异构复合物1-N-Mci TCNQ_2和2-N-Mci TCNQ_2的能带结构。通过计算谐振稳定能估算复合物中TCNQ的电荷。计算结果表明,复合物晶体中的给体N-Mci对一维能带的前沿轨道无影响。1-N-Mci和2-N-Mci的几何形状不同,在晶体堆积能量上影响TCNQ的排列,使两个复合物的TCNQ堆积方式不同,能带结构也就不一样了。1-N-Mci TCNQ_2复合物的TCNQ之间π-π轨道迭合较好,能隙小。LU带色散大,LU轨道上的电子为末充满状态(δ≈1.77),具有较好的导电性能。2-N-Mci TCNQ_2复合物中TCNQ二聚体之间π-π轨道重叠不好,能隙大,LU带宽很窄,LU轨道上电子为半充满状态(δ≈1.0),易于形成磁绝缘体,其导电性比1-N-Mci TCNQ_2差,这与实验结果是一致的。     

电荷转移复合物1-氮-甲基-苯并哒嗪TCNQ和2-氮-甲基-苯并哒嗪TCNQ的能带结构与电性质的研究

本文采用以EHMO为基础的紧束缚近似方法计算了同分异构复合物1-N-Mci TCNQ_2和2-N-Mci TCNQ_2的能带结构。通过计算谐振稳定能估算复合物中TCNQ的电荷。计算结果表明, 复合物晶体中的给体N-Mci对一维能带的前沿轨道无影响。1-N-Mci和2-N-Mci的几何形状不同, 在晶体堆积能量上影响TCNQ的排列, 使两个复合物的TCNQ堆积方式不同, 能带结构也就不一样了。1-N-Mci TCNQ_2复合物的TCNQ之间π-π轨道迭合较好, 能隙小。LU带色散大, LU轨道上的电子为末充满状态(δ≈1.77), 具有较好的导电性能。2-N-Mci TCNQ_2复合物中TCNQ二聚体之间π-π轨道重叠不好, 能隙大, LU带宽很窄, LU轨道上电子为半充满状态(δ≈1.0), 易于形成磁绝缘体, 其导电性比1-N-Mci TCNQ_2差, 这与实验结果是一致的。     

MTDTPY.TCNQ及MTDTPY.CHL电荷转移复合物晶体的电子能带结构 及其与导电性能 关系的研究

用紧束缚近似的EHMO方法对αMTDTPY.TCNQ(1)、β-MTDTPY.TCNQ(2)及MTDTPY.CHL(3)三种电荷转移复合物晶体的电子能带进行了计算。在1中,电子施体(D)分子MTDTPY及受体(A)分子TCNQ形成交替重叠的一维分子柱(M),柱间无净电荷转移。能隙E~G=0.15eV,载流子的产生主要来自热激发。在2及3中,电子施体(D)MTDTPY及受体(A)TCNQ及CHL分子分别相对独立的D及A一维分子柱,载流子的产生主要来自柱间的电荷转移。由电子能带结构及关于载流子迁移的Frohlich-Sewell公式,得出上述三种晶体的室温电导率之比为σ1:σ2:σ3=3.75×10^-^1^0:1:1.15,与实验事实基本一致。关于各分子柱对σ的贡献,2中D柱:A柱～10^3:1;3中D柱:A柱～2:1。根据计算结果,本文还对载流子的迁移机理进行了讨论。     

Ag(TCNQ)准一维微米结构的制备及表征

利用溶液化学反应法制备了准一维结构的金属有机配合物Ag(TCNQ). X射线衍射(XRD)表明，所制备的Ag(TCNQ)为晶态结构;扫描电子显微镜(SEM)的观察证明，Ag(TCNQ)为准一维的微米管或线；Raman 测试结果表明，单根的Ag(TCNQ)形成时,Ag原子与TCNQ分子之间发生了电荷转移.对样品的制备工艺,即 Ag膜厚度和浸入溶液的反应时间对生成Ag(TCNQ)晶体形貌的影响进行了研究.结果表明，Ag膜越薄，生长出的晶体越稀疏;Ag膜与TCNQ乙腈溶液的反应时间影响其形貌的变化.反应历经三个阶段,晶体形成和长大阶段、反应完全阶段及溶解阶段.     

N-甲基-苯并哒嗪TCNQ复合物的晶体堆积分析

本文对1-N-甲基-苯并哒嗪TCNQ复合物(1-N-M_(ci) TCNQ_2)和2-N-甲基-苯并哒嗪TCNQ复合物(2-N-M_(ci) TCNQ_2)的晶体中排列进行堆积分析, 采用OPEC程序计算它们的堆积能。1-N-M_(ci) TCNQ_2的堆积能为-70.194 kcal mol~(-1), 2-N-M_(ci) TCNQ_2的堆积能为-66.945 kcal mol~(-1)。结果表明, 在这两种TCNQ复合物中, 给体分子的各向尺寸的差异小, 则对TCNQ排列的影响小, 有利于TCNQ分子排列成一维的柱子。     

ET类分子导体3d轨道对晶体能带及导电性的影响

采用扩展休克尔 -紧束缚方法 (EHTB)研究了ET类分子导体 [ET =bis (ethylenedithio) tetrathiafulvalene]的能带 .讨论了硫原子 3d轨道对能带结构的影响 ,添加 3d轨道导致ET分子柱间的横向作用大为增强 ,并与纵向作用处于同一数量级 ,这一结论解释了晶体二维导电性的实验结果 .计算得到 (ET) 2 C3 H5SO3 ·H2 O ,(ET) 2 HgCl3 ·TCE两个晶体的带隙分别为0 5 79,0 .5 72eV ,与实验得到的导电激活能 0 .3 19,0 .3 0 8eV符合较好 .     

水分子与聚苯胺间氢键的形成对电子性质的影响

用量子化学SCF-LCAO-MO AM1方法, 对于水分子与聚苯胺(PAn)间氢键体系进行了结构优化, 从理论上系统地研究了聚苯胺分子链不同位置形成氢键的可能性以及成键方式。运用晶体轨道EHMACC方法, 对具有不同氢键结构的PAn体系进行了能带结构计算, 揭示了水分子存在和氢键的形成对PAn掺杂导电性能的贡献。氢键形成后, 能带结构变化表明有利于导电能力的提高。     

三聚噻吩TCNQ复合物晶体结构的测定-MM与图形技术在测定晶体结构中的应用

本文利用直接法和应用分子力学与图形技术结合的尝试法,测定了取向无序的三聚噻吩TCNQ复合物的晶体结构,采用0PEC程序对复合物晶体进行堆积分析和堆积能的计算。     

金属聚炔能带结构与化学键研究──Ⅰ．主链中金属对聚炔能带结构的影响

用紧束缚ＥＨＴ晶体轨道方法对含有过渡金属的聚炔化合物［─Ｃ≡Ｃ─Ｍ（ＰＨ_３）_２─Ｃ≡Ｃ─］_ｎ（Ｍ＝Ｐｄ，Ｐｔ，Ｎｉ）及［─Ｃ≡Ｃ─Ｍ─Ｃ≡Ｃ─］_ｎ（Ｍ＝Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）进行了能带结构计算，发现在费米能级附近的导带或价带都是离域的ｄ－ｐπ键，这些能带对导电性起决定作用。根据重复单元碎片分子轨道和相互作用讨论了能带的组成与碎片分子轨道的相互关系。     

三聚噻吩TCNQ复合物晶体结构的测定——MM与图形技术在测定晶体结构中的应用

本文利用直接法和应用分子力学与图形技术结合的尝试法, 测定了取向无序的三聚噻吩TCNQ复合物的晶体结构, 采用0PEC程序对复合物晶体进行堆积分析和堆积能的计算。     

TCNQ光电压气敏特性的量子化学研究

7,7,8,8-四氰基对苯醌二甲烷(TCNQ)的CT复合物是良好的导电材料,具有许多超常的特性,我们曾用表面光电压技术(SPV)首次观察到TCNQ多晶内部既有施主基团又有受主基团,TCNQ与探针分子(CO,O_2,No_2)作用,其光电压谱发生2类不同的变化。为从理论上阐明产生不同光电压谱的原因,本文用CNDO法研究了TCNQ的电子结构及其与探针分子的相互作用,讨论了气敏特性与机理。     

Ca2B2O5的电子结构和能带结构

合成了标题化合物,在已测晶体结构的基础上,利用含组态作用的INDO/S方法计算了其他电子能带结构;利用态求和方法计算了微结构分子的线性极化率及其晶体的平均折射率。分析结果表明,价带主要由B^3^+和O^2^-离子的价轨道的贡献,导带底部主要由Ca^2^+离子轨道的贡献,从O^2^-离子到Ca^2^+离子的电荷转移对线性极化率起主要贡献。     

胺铜或镍配离子的TCNQ电荷转移盐的合成和物理性质

合成了七个胺铜或镍配离子的TCNQ电荷转移盐[ML2][TCNQ]n(TCNQ=7, 7, 8, 8-四氰基对苯二醌二甲烷; n=2, 3;M=Cu, Ni; L=tn, pn, dien, dmtade)。通过元素分析、红外光谱、电子光谱、顺磁共振谱、光电子能谱、磁化率和电导率对这些电荷转移盐进行了表征。结果表明, 这些电荷转移盐分子中存在TCNQ^0和TCNQ^-且TCNQ^0与TCNQ^-之间存在相互作用, 部分电荷从[TCNQ]n^2向[ML2]^2^+转移, 导致化合物中的金属表现为混合价态。七个样品的室温电导率在10^-^5～10^-^1^0S.cm^-^1, 属于有机半导体, 其导电性主要归结为一维TCNQ分子柱的形成。     

从二聚体到长链体系 I: 一种理解和获得-维能带的近似方法

将二聚体的分子轨道看作Bloch函数受微扰的结果, 对其能级作赝同相和赝反相分类, 获得的一维近似能带与晶体轨道计算得到的能带定性趋势完全一致. 以[Pt(CN)4^2^-]及聚乙炔为代表示范了应用, 表明从二聚体获得长链体系能带与性能的主要信息是可能的.     

分子导体:[NCBzPy][TCNQ]2和[FBzPy][TCNQ]2的合成及光谱研究

合成了两种新的取代苄基吡啶盐[NCBzPy]Cl(1)和[FBzPy]cl(2),1(或2)与LiTCNQ,TCNQ进一步反应生成[NCBzPy][TCNQ]2(3){或[FBzPy][TCNQ]2(4)}。IR研究表明：TCNQ盐中存在TCNQ^o和TCNQ^-,并形成了一维TCNQ分子柱,且TCNQ^o和TCNQ^-之间存在相互作用,有部分电荷发生转移。