Kr原子偶宇称自电离Rydberg态共振增强激发光谱研究

利用脉冲直流放电产生Kr原子亚稳态4p^55s[3／2]2和4p^55s’[1／2]0．在29000～40000cm^-1能量范围内,结合飞行时间质谱技术得到Kr原子共振增强激发光谱．光谱分析表明,所有谱线来源于Kr原子4p^55s[3／2]2和4p^55s’[1／2]02个亚稳态吸收单个光子向np’,nf偶宇称自电离Rydberg态的跃迁．观测到许多新的自电离能级,并获得更精确和系统的能级位置和量子亏损值数据．     

Mn掺杂TiO_2(101)提高锂空电池阴极催化活性的第一性原理研究

本文基于密度泛函理论对TiO_2(101)和Mn_xTi_(1-x)O_2(101)作为锂空电池阴极催化材料进行了研究,发现其表面能够生成两种不同结构的Li_2O_2,进一步地研究了其中最稳定的生成结构并通过计算锂空电池首次充放电过程中的过电势来评价催化性能.结果表明,Mn掺杂进入Ti O_2(101)对充放电的过电势均有降低作用,深入分析发现掺杂Mn对TiO_2促进阴极催化反应的本质因素源于掺杂原子Mn的d态轨道的分布以及其平均能量.掺杂原子的d态轨道在费米能级处的峰态诱导了附近O的p态轨道,二者共同作用在Mn_xTi_(1-x)O_2(101)的总态密度的费米能级处形成多个新峰,改变了催化剂的导电方式.此外,由于掺杂原子Mn的d态轨道的平均能量高于Ti原子,使得O的p态轨道受到更多的激发,促使在Mn掺杂原子附近的氧空位形成能降低,为放电过程阴极催化反应的氧还原提供了更多的活性位点并且有利于氧气的吸附与还原.     

NbC固体表面能带和电子结构的理论研究

采用DFT/BLYP方法对NbC(001)和(111)面的电子结构进行研究。计算结果表明,对于NbC(001)表面,其表面态主要集中于费米能级(EF)下方约4.5eV附近区域,并以表面Nb原子和C原子为主要成分。O2分子在该表面吸附时,趋向于吸附在表面Nb原子上。对于NbC(111)表面,其表面态集中在EF下方0.02.0eV区域,靠近EF的态具有较高的表面活性,其主要成分为表面Nb原子的4dxz/dyz成分。上述结论与光电子能谱实验结果基本一致;但由于金属原子d电子数的差异导致NbC(111)表面态成分与类似的TiC化合物并不相同。     

NO分子在金表面吸附的理论研究

气体分子在过渡族金属表面吸附是异相催化过程中的一个重要步骤.研究其在金属表面的吸附特性是了解其催化性能的基础,多年来一直是表面科学领域的研究热点.理论研究在解释吸附机理、实验现象以及证实实验结论的可靠性方面发挥着越来越重要的作用.本文使用密度泛函理论(DFT)研究了NO分子在中性及带正、负电荷的Au(111),Au(100),Au(310)和Au/Au(111)表面的吸附行为.研究结果表明,NO倾斜地吸附在金表面.在这种吸附构型中,Au原子的dz2轨道和NO分子的2π*轨道对称性匹配,并达到最大重叠.中性及带正、负电荷的Au(111),Au(100),Au(310)和Au/Au(111)表面不同吸附位对NO的反应活性不同,NO易吸附于各个金表面的顶位.计算结果显示,NO分子在Au(111)面几乎不吸附,而在Au/Au(111)的吸附能高达0.89eV.对表面金原子d态电子分波态密度分析表明,金表面对NO分子的吸附活性随着金原子配位数的减少而增强,这是由于低配位数的金原子的d态电子更靠近费米能级.当金表面增加或减少一个电子时,金表面对NO的吸附能有明显变化.正电荷的金表面对NO吸附的活性比中性的表面活性高,而带...     

富磷型贵金属磷化物的绿色制备及电催化

正过渡金属磷化物(TMPs),由于具有独特的物理化学性质,在电解水、燃料电池、金属空气电池等能源电催化领域展现出极大的应用潜力。理论研究表明,由于磷(P)原子半径较大,P的引入使金属原子间距相对增加,原子间相互作用减弱,导致金属d带收缩,费米能级附近态密度增加~(1,2)。因此,     

钴掺杂氮化硼纳米管吸附氯酚类污染物的理论研究

氯酚(CPs)类污染物是形成持久性有机污染物二噁英的先驱物, 具有较强的致畸、致癌和致突变性. 为探索去除或检测这类污染物的新型材料, 应用密度泛函理论研究了(8,0)单壁氮化硼纳米管(BNNT)和Co掺杂的(8,0)单壁氮化硼纳米管(Co-BNNT)对2-氯酚(2-CP)、2,4,6-三氯酚(TCP)、五氯酚(PCP)的吸附行为及作用机制. 结果表明, 与BNNT相比, Co-BNNT费米能级附近出现杂化态, 带隙明显减小. BNNT对2-CP、TCP和PCP呈现物理吸附, 而Co-BNNT对三种氯酚则是化学吸附, 纳米管与分子间发生了明显的电荷转移, 体系态密度在费米能级附近发生了明显变化. Co原子掺杂明显增强了BNNT的电子输运能力, 提高了纳米管对氯酚的吸附活性. Co-BNNT有望是去除或检测氯酚类污染物的潜在资源.     

完全型卤代硼烷的稳定性问题

对完全型硼烷BnHn^2^-(n=4-12)及其全卤代分子BnCln^2^-作了EH系列的计算.通过能级比较,讨论了卤代硼烷以中性价态稳定存在的原因;根据HOMO-LUMO差,排列了稳定性次序,并由重叠布居计算值,对比了B-B键长数据的变化趋势,估计了未知产物的各类B-B键长.     

InI分子电子态的CCSD-LRT方法研究

使用单双激发耦合簇线性响应理论(CCSD-LRT),和相对论有效核势(RECP)基组对InI分子Λ-S电子态进行了研究.计算得到了12个价态和4个Rydberg态的势能曲线(PEC),以及包括垂直激发能Te、平衡键长Re以及振动频率ωe和ωeχe在内的光谱常数,与实验数据相当符合.另外,计算得出在1Π态之上33 000 cm－1附近有一些密集的浅势阱电子态,将实验上观测到位于31 500 cm－1附近的连续谱带归属为包括1Π态在内的这些电子态到基态的跃迁.     

MgF2表面结构稳定性及电子特性的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)研究了MgF₂(010)、MgF₂(001)、MgF₂(011)及MgF₂(110)四种表面10种构型的稳定性和电子特性. 结果表明: 四种表面的邻近表面几层原子均出现了明显的驰豫现象, 终止于单层F原子的表面相对稳定; 进一步对比分析四种表面(终止于单层F原子的稳定构型)的表面能发现, 稳定性依次减弱排列为MgF₂(110)、MgF₂(011)、MgF₂(010)、MgF₂(001); 最稳定的MgF₂(110)表面的态密度显示在费米能级以下较多的成键电子处于低能级区, 同时由于表面的影响, 导致表面F原子电荷聚集显负电性, 促使表面活性增加.     

Ni2Fe2P团簇结构及电子性质的DFT研究

利用DFT(密度泛函理论)方法对原子簇模型Ni2Fe2P的二十余种可能构型分别在二、四重态下进行优化计算，分析比较了优化结果的能量、成键及电荷分布情况。结果表明：原子簇Ni2Fe2P二重态比四重态稳定，二重态时以变形的四方锥构型最稳定，四重态时以变形的三角双锥构型最稳定；无论是二重态，还是四重态，Fe-P间的成键能力均要强于其它键；随着P原子周围成键金属原子的增加．P原子所带正电荷逐渐增加。     

CO分子在TiC(001)表面上的吸附构型与电子结构

采用第一性原理方法和平板模型对CO分子在TiC(001)表面的吸附构型和电子结构进行了详细研究. 结果表明, CO分子倾向于采用C端吸附在表层Ti原子上方. 对于该吸附方式, 计算得到的吸附能、CO各电子态所处能级位置以及C—O键伸缩振动频率的红移值均与实验观测结果相吻合. 由能带结构和Mvlliken布居分析结果可知, 当采用C端吸附时, CO的5σ和2π鄢态受到底物影响最为显著, 尤其是C端的桥位吸附方式. 此外, 还进一步对底物表面态在CO吸附过程中的作用进行了探讨.     

稀土对ZA27合金晶间腐蚀影响的电子理论研究

通过自行开发的计算机软件构造了ZA27合金中α相大角度晶界析出η相及稀土元素的原子集团模型. 采用递归法计算了Al, Zn, La, Y的局域态密度, 计算并分析了α相、η相的总态密度和费米能级, 及稀土对态密度和费米能级的影响. 计算表明: 稀土元素的局域态密度形状与Zn相近, 其与Zn结合的能力大; 稀土元素降低η相的费米能级, 减小Zn, Al电极电位差, 具有抑制晶间腐蚀的作用; 稀土元素不改变α相、η相的总态密度形状, 但使η相的态密度增大, 改变η相的电子结构; 晶格结构对原子的态密度有一定的影响, 掺杂原子的态密度趋于与基体原子态密度相同.     

CH自由基多光子电离新观测到3个ndRydberg态

由于CH自由基在星际空间、燃烧过程和有机化学反应中大量存在,而且CH自由基是量子化学计算中的模型分子,是人们研究的主要目标之一．几十年来,人们对它进行了大量研究．Herzberg等t‘’利用闪光光解研究了CH自由基紫外及真空紫外区域的发射谱,除了标识一些价键态外,还观察到了一些Rydberg态的发射．此后,Chupka等［’－‘］通过光解乙烯酮产生CH自由基,利用共振增强多光子电离光谱和光电子谱研究了CH在50000－75000cm－‘范围的价键态和Rydberg态．最近,理论计算表明l’I,CH的Rydberg态受排斥态的作用而发生预离解,但预离…     

新型二氢卟吩类光敏剂的设计及理论计算研究

本文采用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TD-DFT）方法对一系列具有π共轭结构的二氢卟吩类光敏剂进行了理论模拟研究,计算了此类衍生物的吸收光谱特征、分子内电荷分布特点以及三重激发态特性。结果显示,在二氢卟吩大环结构中共轭引入给电子芳香基团（对甲氧基苯基）,可使化合物（B2）的Q带吸收发生红移,分子内负电荷聚集增强,减小单重态-三重态能级差（ΔEST）,有利于发生系间窜越,使单线态氧产量增加,导致强效的肿瘤生长抑制。并且在B2分子大环中心配合Pd原子会进一步减小ΔEST。因此,对于二氢卟吩类光敏剂,引入给电子共轭基团并配合金属原子是提高其PDT治疗效果的有效改进策略。     

TbSin(n=2-13)团簇的结构、电子及磁学性质

利用相对论密度泛函理论在广义梯度近似下研究TbSi_n (n=2-13)团簇的结构、稳定性、电子和磁学性质. 对团簇的平均结合能、离解能、电荷转移、最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUMO)的能级差、Mulliken 电荷分析和磁学性质进行了计算和讨论. TbSi_n团簇并没有像实验推测的那样在n=10形成嵌入式的结构. 我们推断电子亲和势的急剧变化不仅与嵌入式的结构有关, 而且与电子的固有稳定性相关.Mulliken 电荷分析表明电荷总是从Tb 原子转向Si 原子. 团簇的磁矩主要局域在Tb 原子的周围, 并且主要由f电子贡献, f 电子表现出局域性并且不参与化学成键. 以TbSi₁₀为例的分波态密度分析表明Tb与Si 原子间存在很强的sp轨道杂化.     

正三角锯齿型石墨烯的电子输运特性

利用密度泛函理论和非平衡格林函数方法, 系统研究了正三角锯齿型石墨烯的电子输运特性. 研究表明: 正三角石墨烯的电流-电压(I-V)特性及整流效应与几何尺寸、边缘吸附原子的类型密切相关, 在其边缘吸附H原子和S原子的情况下, 小的正三角石墨烯有大的电流, 但有小的整流比; 改变边缘吸附原子的类型(用O原子替换H原子), 电流增大, 但其整流效应明显变低. 分析表明, 这种整流是由于正三角石墨烯前线轨道的空间分布不对称以及在正、负偏压下分子能级的非对称移动所致. 我们的研究对于认识正三角石墨烯的基本物性(电子结构及器件应用)有重要意义.     

Kr原子偶宇称4p^5（^2P1／2）nl’[K，]J（l＇=1，3）自电离态共振增强激发光谱线形研究

在单光子29000～40000cm^-1。能量范围内,获得亚稳态4p55s[3／2]2和4p^5s’[1／2]oKr原子向其4p5npr[3／2]1．2,[1／2]1和4p5nfr[5／2]3序列自电离Rydberg态跃迁的共振增强激发光谱,光谱线宽≈0．1cm^-1．这些偶宇称自电离态的激发谱呈现明显的不对称线形,如此高分辨的激发谱大部分是首次报道．根据Fano线形关系对激发谱进行系统地分析,获得许多新的系统的能级位置、量子亏损、线性因子、共振宽度、共振态寿命和衰减宽度等数据,基于实验拟合所得的系统参数,我们发现线形因子和共振宽度相对有效量子数呈线性关系．另外还分析了4p^5np＇序列的能级间距．     

氢同位素双原子分子的解析势能函数

研究从重水中分离出T2 .首先,根据光谱常数导出氢同位素双原子分子Extended Rydberg的分析函数,基于同位素效应计算OT(X 2Пi)的光谱常数,有助导出三原子分子,如DTO 的解析势能函数.将这些Extended Rydberg解析势能函数用于氘交换分离氚的热力学与分子反应动力学研究.此外,由同位素位移极值得到当振动量子数vmax≈11.5,振动能级间隔△Ev(H2)≈△Ev(T2),若v△Ev(T2)和v>vmax时,△Ev(H2)<△Ev(T2).因而,温度较低时,平衡移向T2;温度较高时,平衡移向H2 .与文献结果相似 ,而导出方法不同.     

U+与CO2气相反应的密度泛函理论研究

运用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,U原子用含相对论有效原子实势(ECP)校正的基组(SDD),C、O原子采用6-311+G(d)基组,对气相中U+和CO2的反应进行了理论研究.通过研究二重和四重自旋态的反应势能面(PESs),优化得到了两条反应路径的反应物、中间体、过渡态和产物的结构.用"两态反应"(TSR)分析反应机理,结果表明体系的优先选择路径为高自旋态进入和低自旋态离开反应,发生在四重态和二重态的自旋多重度的改变使得整个反应系统能以一个低能反应途径进行.     

用DVR方法研究Ar-HF和Ar-DF的振转光谱

本文用离散变量表示(DVR)方法研究了Ar-HF和Ar-DF体系的振转光谱。对这两个体系的已观测到的振转能级, 用DVR方法得到的计算值与实验结果十分吻合, 误差一般小于0.1cm^-^1, 最大偏差为0.24cm^-^1对Ar-HF的(1113)态。该研究结果与Hutson等用耦合孔道法得到的计算结果基本一致, 但对(3210)振动能级和对(3002)-(3110)态的能级分裂值, 本文计算结果更接近观测值。