含Pt配合物电子结构和非线性光学性质的TDDFT研究

利用含时密度泛函理论(TDDFT)对trans-(PEt3)2Pt(X)(p-Ph-NO2)的有机金属配合物进行结构优化, 并计算了电子光谱和二阶非线性光学(NLO)性质, 结果表明在1064 nm光场下, 2个分子的共振效应很强, 在远离共振的1907nm的下, 分子的一阶超极化率是尿素的40倍左右。     

BaTiO3的电子结构和光学性质

采用第一性原理赝势平面波方法, 在局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)下分别计算了BaTiO3立方相和四方相的电子结构, 并在局域密度近似下计算了BaTiO3立方相的光学性质. 结果表明, BaTiO3立方相和四方相都为间接带隙, 方向分别为Γ-M和Γ-X, 大小分别为2.02和2.20 eV. 对BaTiO3和PbTiO3铁电相短键上电子布居数的对比分析, 给出了它们铁电性大小的差别. 且在30 eV的能量范围内研究了BaTiO3 的介电函数、吸收系数、折射系数、湮灭系数、反射系数和能量损失系数等光学性质,并基于电子能带结构对光学性质进行了解释. 计算结果与实验数据相符合.     

推、拉电子基团对水杨醛缩胺分子电子结构和非线性光学性质的影响

采用量子化学半经验FF／PM3方法,讨论了水杨醛缩苯胺分子中两苯环的对位被推、拉电子基团取代后,体系电子结构和非线性光学性质的变化,考查了分子电子结构对非线性光学性质影响的微观本质,得到的具有给体－共轭桥键－受体型结构的水杨醛缩苯胺分子应显示良好的非线光学性质。     

C59（C6H4OCH3）N的结构,光谱和二阶非线性光学性质的理？…

用ＩＮＤＯ系列方法对由（Ｃ５９Ｎ）２和苯甲醚合成的衍生物Ｃ５９（Ｃ６Ｈ４ＯＣＨ３）Ｎ进行了理论研究,得到了分子的稳定构型。结果表明,Ｃ５９（Ｃ６Ｈ４ＯＣＨ３）Ｎ具有Ｃｓ对称性,以优化构型为基础讨论了分子的ＵＶ－Ｖｉｓ光谱、ＮＭＲ谱线数,结果与实验符合得很好,本文还计算了Ｃ５９（Ｃ６Ｈ４ＯＣＨ３）Ｎ的二阶非线性光学系数βμ,结果表明这种物质具有较大的二阶非线性光学系数。     

新铌酸盐Sr5LnTi3Nb7O30的结构与介电性能

在SrO-Ln2O3-TiO2-Nb2O5(Ln=La, Y)体系中,通过固相反应法，合成了填满型钨青铜结构新铌酸盐Sr5LaTi3Nb7O30与Sr5YTi3Nb7O30.分别采用X射线衍射分析、扫描电镜进行了结构分析,并进行了介电性能测试.结果表明, Sr5LaTi3Nb7O30室温时为四方钨青铜结构顺电相,晶胞参数a=1.233 60(4) nm, c=0.388 01(2) nm;频率为1 MHz时,其陶瓷的室温相对介电常数为466,介电损耗约为5×10－3.Sr5YTi3Nb7O30为弛豫性铁电体, 10 kHz时居里温度为260 ℃;室温时为四方钨青铜结构铁电相,晶胞参数a=1.228 80(4) nm, c=0.387 05(2) nm; 1 MHz时,陶瓷体的室温相对介电常数为290.     

黄铜矿型铜基硫属半导体材料的电子结构和光学性质

采用基于赝势平面波基组的密度泛函理论方法, 对具有黄铜矿结构的6种CuXY₂(X=Ga, In; Y=S, Se, Te)晶体的构型、 电子结构、 线性及二阶非线性光学性质进行了研究. 结果表明, 6种CuXY₂均为直接带隙半导体, 具有相似的能带结构. 当X原子相同时, 随着Y原子按S→Se→Te依次改变时, 体系的静态介电常数、 静态折射率和静态倍频系数(d₃₆)依次递增. 在占据带中, 位于价带顶附近的能带对体系倍频效应影响最为显著, 该系列化合物的能带主要成分为Cu的3d轨道和Y原子价层p轨道; 对于空能带, 对倍频系数影响较大的是以X原子价层p轨道为主要成分的能带. 6种晶体中, CuInSe₂晶体具有较高的光电导率并对太阳光具有较好的吸收性能. 综合考虑体系的双折射率和倍频效应等因素, CuGaS₂和CuGaSe₂ 2种晶体在二阶非线性光学领域具有潜在的应用价值.     

层状类钙钛矿结构新铌酸盐KSr2Nb3O10

A new niobate compound KSr₂Nb₃O₁₀ was synthesized for the first time. The chemical compositions, crystal structure, optical property, density and melting point of the new compound were characterized by EPMA, TEM, XRD, DTA and so on. KSr₂Nb₃O₁₀ crystallizes the orthorhombic system with unit cell parameters a=0.7816(1) nm, b=0.7764(2) nm, c=2.9995(2) nm, V=1.8114(4) nm³, and space group P2₁2₁2₁, Z=8. The structure may be described as treble perovskite sheets ［Sr₂Nb₃O₁₀］^- interleaved with K⁺. Further, it was found that KSr₂Nb₃O₁₀ has intercalation phenomenon. Na⁺, Li⁺, H⁺, NH⁺₄ could exchange the interlayer cations K⁺ of KSr₂Nb₃O₁₀, and n-hexylamine also could intercalate into the place between the layers of ［Sr₂Nb₃O₁₀］^-.     

铌酸盐 Ba5YTi3 Nb7 O30的结构与介电性能

在BaO-TiO2-Mb2O5体系中通过掺Y3－合成了铌酸盐Ba5YTi3Nb7O30 ,采用粉晶X射线衍射（XRD）对其结构进行了分析,并测试了其烧结体的介电特性,结果表明,在室温下Ba4YT3 Nb7O30属于填满型四方钨青铜结构,晶胞参数,a=1.24332(2)nm,c=0.39453(1)nm,α=β=γ＝90度,Ba5TYi3Nb7O30在100度从铁电相转变为顺电相。     

ZnO氧缺陷的电子结构和光学性质

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法对ZnO_0.875的电子结构和光学性质进行了计算. 用第一性原理对含氧空位的ZnO晶体进行了结构优化处理, 计算了完整的和含氧空位的ZnO晶体的电子态密度. 结合精确计算的电子态密度分析了带间跃迁占主导地位的ZnO_0.875 材料的介电函数、吸收系数、折射系数、湮灭系数和反射系数, 并对光学性质和极化之间的联系做了详细讨论. 结果表明ZnO_0.875晶体是单轴晶体, 并且在低能区域存在因氧缺陷而造成的一些特性. 我们的研究结果为ZnO的发光特性提供新的视野, 同时为ZnO的光电子材料的设计和应用提供理论基础.     

钛铁矿型六方相ZnTiO3的电子结构和光学性质

分别采用基于密度泛函理论(DFT)的局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)方法对钛铁矿型六方相ZnTiO₃的电子结构进行了第一性原理计算, 并在局域密度近似下计算了六方相ZnTiO₃的光学性质, 并将计算结果与实验数据进行了对比. 结果表明, 在局域密度近似下计算得到的结构参数更接近实验数据. 理论预测六方相ZnTiO₃属于直接带隙半导体材料, 其禁带宽度(布里渊区Z 点)为3.11 eV. 电子态密度和Mulliken 电荷布居分析表明Zn―O键是典型的离子键而Ti―O键是类似于钙钛矿型ATiO₃ (A=Sr, Pb, Ba)的Ti―O共价键. 在50 eV的能量范围内研究了ZnTiO₃的介电函数、吸收光谱和折射率等光学性质, 并基于电子能带结构和态密度对光学性质进行了解释.     

高压相BeO晶体的电子结构和光学性质

应用基于密度泛函理论的第一性原理研究方法,考虑广义梯度近似(GGA)下的交换关联势,模拟计算了高压下纤维锌矿(WZ)、闪锌矿(ZB)和岩盐(RS)结构氧化铍(BeO)晶体的电子结构和光学性质等.计算结果表明,随着压力的增加,同种结构下原子间的键长和电荷转移有所减小,并且价带和导带分别向低能和高能方向移动,禁带展宽.与常压下的BeO相比,随着压力的增加,三种结构的BeO晶体的光学性质有一定的变化,介电函数、吸收系数、折射率以及电子能量损失谱曲线出现更多的精细结构,峰的数量增多;各高压相结构的吸收谱和能量损失谱宽度逐次展宽;吸收系数曲线的吸收峰及其位于低能区域的吸收边以及电子能量损失谱峰的位置均发生一定程度的蓝移.     

新铌酸盐Ba5LnZnNb9O30(Ln=Y,La)的合成、结构与介电性能

在BaO-Ln2O3-ZnO-Nb2O5(Ln=Y,La)体系中通过固相反应法合成了填满型钨青铜结构的新铌酸盐Ba5YZnNb9O30与Ba5LaZnNb9O30.采用X射线衍射分析和扫描电镜进行了结构分析,并进行了介电性能测试.结果表明,Ba5YZnNb9O30为弛豫性铁电体,10kHz时的居里温度为25℃;室温时为四方钨青铜结构铁电相,晶胞参数a=1.25255(4)nm,c=0.39530(2)nm;1MHz时陶瓷体的室温相对介电常数为456.Ba5YZnNb9O30在室温下为四方钨青铜结构顺电相,晶胞参数a=1.25731(3)nm,c=0.39812(2)nm;频率为1MHz时,其陶瓷的室温相对介电常数为316.     

黄铜矿型半导体材料CuAlX2 (X=S,Se, Te)的电子结构和光学性质

采用基于赝势平面波基组的密度泛函理论方法,研究具有黄铜矿结构的CuAlX2(X=S,Se,Te)晶体的电子结构,并预测了它们的线性和非线性光学性质.结果表明:这些化合物具有相似的能带结构,带隙随X原子从S→Se→Te依次减小.三种晶体的静态介电常数、静态折射率和静态倍频系数d36的变化情况与带隙的变化相反,随着X原子自S→Se→Te改变依次递增,但静态双折射率依次递减.该系列化合物的倍频效应主要来源于价带顶附近的占据能带向以Al和X原子的p电子态为主要成分的空带之间的跃迁.在三种晶体中,CuAlTe2除静态双折射率偏小外,其它光学性能要优于CuAlS2和CuAlSe2.     

Mn掺杂GaN的电子结构及光学性质

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波赝势法(PWP)计算Mn掺杂GaN(Ga1-xMnN)晶体的电子结构及光学性质,详细讨论掺杂后电子结构的变化.计算表明,Mn掺杂GaN使得Mn 3d与N 2p轨道杂化,产生自旋极化杂质带,Ga1-xMnxN表现为半金属性,非常适于自旋注入,说明该种材料是实现自旋电子器件的理想材料.另结合实验结果分析掺杂后体系的光学性质,发现吸收谱在1.3 eV处出现吸收峰,吸收系数随Mn2+浓度增加而增大.分析表明,该峰是源于Mn2+离子e态与t2态间的带内跃迁.     

类钙钛矿新铌酸盐Ba6LaTi3Nb3O21的合成、结构与介电特性

A New Niobate Ba₆LaTi₃Nb₃O₂₁ was synthesized by high temperature solid state reaction in the BaO-La₂O₃-TiO₂-Nb₂O₅ system. The chemical compositions, crystal structure, microstructure, density and melting point of the new compound were characterized by EPMA, XRD, DTA and so on. Ba₆LaTi₃Nb₃O₂₁ crystallizes the rhombohedral system with unit cell parameters a=0.57388(2) nm, c=4.928 3(3) nm, and space group R3m, Z=3. The structure may be described as six (Nb,Ti)O₆ octahedra corner-sharing along c-axis to form perovskite layer connected by Ba atoms. The Ba₆LaTi₃Nb₃O₂₁ ceramics exhibits high dielectric of 74.1, low dielectric loss of 4.7×10^-4 and small temperature coefficient of dielectric constant of -69 ppm·K^-1 at 1 MHz due to its close structure and relative high dielectric polarizabilities of Ba²⁺, La³⁺, Ti⁴⁺ and Nb⁴⁺. Ba₆LaTi₃Nb₃O₂₁ might be a suitable candidate of high ε_r microwave dielectric ceramics.     

铌酸盐Ba3NaBiNb10O30的结构与介电特性

一些铁电铌酸盐具有优良的电光性能和非线性光学性能,因此该类化合物的人工合成,结果与性能的研究受到了人们的重视,其中钨青铜结构的系列晶体（例如SBN,KNSBN,SCNN）在材料制备和器件设计方面都取得了很大进展,它们在实时全息存储,集成光学与光信号处理等领域具有广泛的应用前景[1-4],Ba2NaNb5O145(BNN)是目前认为最好的一种倍频晶体,Geusic[5,6]等人报导了在BNN晶体能实现最优位相匹配,可将1．06um红外光以100％的效率转换为0．53um绿光,我们在BaO-Na2O-Nb2O5体系中通过掺杂Bi3 合成了铌酸盐Ba3NaBiNb10O30,并采用粉晶X射线衍射（XRD）对其结构进行了分析,测试了其烧结体的介电特性。     

过渡金属类立方烷原子簇化合物电子结构和二阶非线性光学性质的密度泛函理论研究

采用基于第一原理的含时密度泛函理论(TDDFT)对一系列具有类立方烷簇芯结构的过渡金属簇合物二阶非线性光学性质进行了研究。结果证明, 由于簇芯结构的对称性的影响, 这一类簇分子的二阶非线性光学系数的数值要小于三核欠完整类立方烷体系。通过对电子结构的分析, 发现二阶非线性光学性质主要是由簇芯内电荷的迁移造成的。轨道分析显示, -S原子对于电荷的迁移起主要的传递作用。定域化轨道分析证明簇分子中存在的多中心键有利于簇芯内电荷的迁移。分子模拟的研究表明:虽然类立方烷结构簇分子的值比较小, 但是通过合理的配体设计, 获得具有较大值非线性光学晶体是可能的。     

利用GGA+U法研究Cu和X(X=Cl,S和O)掺杂纤锌矿GaN电子结构和光学性质

掺杂是改进半导体禁带宽度的常用手段,而单掺杂与共掺杂对提高体系光催化性能的程度各不相同,为了更清楚的了解哪种方法对光催化性能的影响更大,因此本文利用GGA+U超软赝势法对本征GaN、Cu单掺及Cu-X(X=Cl, S和O)共掺GaN体系的电子结构及光学性质进行了研究.结果表明：共掺体系更加稳定,且共掺体系中Ga—N键的共价性更强,说明杂质数量越多对体系的晶格畸变影响越大;杂质的引入使体系产生了杂质能级,从而减小了体系的禁带宽度,共掺体系中还出现了空穴富余的现象,这有利于电子-空穴对的分离,进而提高体系的光催化性能;与单掺相比,共掺体系的吸收光谱红移幅度更大,由此可以推测出共掺对改善体系光催化性能的效果更显著.     

In、Sc掺杂对SrTiO3电子结构和光学性质的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势计算方法, 研究了In、Sc p型掺杂对SrTiO3母体化合物稳定性、电子结构和光学性质的影响. 计算结果表明:掺杂后, SrIn0.125Ti0.875O3和SrSc0.125Ti0.875O3的稳定性降低, 体系显示p型简并半导体特征, 掺杂仅引起杂质原子近邻区域的几何结构发生变化. 同时, SrIn0.125Ti0.875O3和SrSc0.125Ti0.875O3体系的光学带隙分别展宽0.35、0.30 eV, 光学吸收边发生蓝移, 在1.25-2.00 eV的能量区间出现新的吸收峰, 该吸收峰与体系Drude型自由载流子的激发相关. 此外, SrIn0.125Ti0.875O3和SrSc0.125Ti0.875O3体系的可见光透过率有了明显的提高, 在350-625 nm波长范围透过率高于85%. 掺杂原子在费米能级处低的电子态密度限制了跃迁概率和光吸收. 大的禁带宽度、小的跃迁概率和弱的光吸收是SrIn0.125Ti0.875O3和SrSc0.125Ti0.875O3体系具有较高光学透明度的原因.     

苯并噻二嗪衍生物电子结构和非线性光学性质的研究

运用量子化学PM3方法，对苯并噻二嗪几种衍生物的几何构型、电子结构和前线分子轨道成分进行了分析，研究了电荷分布规律。同时，基于体系中电子转移的特点，利用有限场FF方法探讨了其非线性光学性质的变化。结果表明，苯并噻二嗪分子具有较好的二阶非线性光学性质，并可能成为一类良好的光学材料。