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相似文献
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1.
运用密度泛函理论中的杂化泛函B3LYP研究了高效太阳能电池新型染料敏化剂JK16和JK17的几何结构、电子结构、极化率和超极化率, 并用含时密度泛函理论(TDDFT)研究了电子吸收谱. 基于含时密度泛函理论计算结果和实验结果的定性符合, 指认了在可见和近紫外区的吸收属于π→π*跃迁. 计算结果还表明JK16和JK17激发能最低的三个跃迁都与光诱导电荷转移过程有关, 而且二-二甲基芴氨基苯并噻吩基团对光电转换过程的敏化起主要作用, 发生于染料敏化剂JK16、JK17和TiO2界面之间的电荷转移是由染料分子激发态向半导体导带的电子注入过程. 此外, 通过对JK16和JK17的比较, 分析了亚乙烯基对几何结构、电子结构和谱学特性的影响.  相似文献   

2.
The geometry, electronic structure, polarizability and hyperpolarizability of dye sensitizer 3,4-bis[1-(carboxymethyl)-3-indolyl]-1H-pyrrole-2,5-dione (BIMCOOH) were studied using density functional theory (DFT) with hybrid functional B3LYP, and the electronic absorption spectra were investigated using semi-empirical quantum chemical method ZINDO-1 and time-dependent DFT (TDDFT). The results of natural bond orbital suggest that the natural charges of the dione, indole, and acetic groups are about 0.15e, -0.29e, and 0.44e, respectively. The calculated isotropic polarizability, polarizability anisotropy invariant and hyperpolarizability are 305.4, 188.3, and 1155.4 a.u., respectively. The electronic absorption spectral features in visible and near-UV region were assigned to the π→π^* transition due to the qualitative agreement between the experiment and the TDDFT calculations, and the transitions of the excited states 9-11 related to photoinduced intramolecular charge transfer processes. The analysis of electronic structure and UV-Vis absorption indicates that the indole groups primarily contributed sensitization of photo-to-currency conversion processes, and the interracial electron transfer between semiconductor TiO2 electrode and dye sensitizer BIMCOOH are electron injection processes from excited states of the dyes to the semiconductor conduction band.  相似文献   

3.
为了研究四硫富瓦烯(TTF)基团对有机染料敏化剂光电性能的影响,以咔唑染料Dye 1 为原型,引入TTF基团作为电子给体,设计了咔唑染料Dye 2. 采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)分别计算模拟了纯染料分子和吸附团簇(TiO2)9后的形貌、分子轨道能级以及紫外-可见吸收光谱,采用周期性密度泛函理论计算模拟染料分子在二氧化钛(101)面吸附的表面形貌. 结果发现:在有机染料中引入TTF基团有助于有机染料敏化剂在二氧化钛表面的抗团聚作用和分子内的电荷转移;最为重要的是,TTF 基团的强给电子能力极大地增强了有机染料敏化剂的光捕获能力. 所有的计算结果表明,TTF基团是一种非常有潜力改善染料敏化剂光电性能的给电子基团.  相似文献   

4.
基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理赝势法, 对MgF2(010)面及吸附Ag的构型进行了优化, 并计算了MgF2(010)面吸附Ag体系的吸附能、 电子结构和光学性能. 结果表明, MgF2(010)面能隙低于体相, 态密度分裂, 出现表面态. Ag在MgF2(010)面的吸附属于稳定的化学吸附, 最佳吸附位为最外层F的四重穴位. 吸附机理主要表现为Ag的4p轨道与第二层的Mg的2p和3s轨道之间发生相互作用, 有少量电荷从Ag向Mg迁移. 吸附Ag后, 可见光波段的光吸收增加, Ag吸附后将使体系在可见光波段出现吸收峰.  相似文献   

5.
新型可溶性铜酞菁染料敏化剂的合成   总被引:2,自引:0,他引:2  
利用单甲酰基四-α-(2,4-二甲基-3-戊氧基)铜酞菁和含有羧基的活性亚甲基化合物的Knoevenagel缩合反应,合成了三种含羧基的铜酞菁染料敏化剂,并用红外、紫外、质谱等方法对其结构和性能进行了表征和测试。研究结果表明,三种化合物均具有好的溶解性。  相似文献   

6.
采用密度泛函理论(DFT)方法, 在B3LYP/6-31G* 水平上对乙烯基噻吩共轭螺噁嗪化合物 SO-SO3 的几何构型、电子结构、前线分子轨道等进行了理论研究, 计算结果表明: SO-SO3的开环过程会使得开环体的左右两个部分键长均等化, 导致共轭体系变大, 能隙明显减小; 乙烯基噻吩基团共轭接入螺噁嗪母体后, 导致体系的共轭作用变大, 在激发态下电子流动增强, 形成由乙烯基噻吩向萘并噁嗪的有效电荷转移与能量转移; 结合前线分子轨道成分分析乙烯基噻吩单元在最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUMO)中的轨道贡献率明显增加. 含时密度泛函理论(TD-DFT)计算的电子吸收光谱结果显示: 当接入的乙烯基噻吩单元达到2-3个时, 影响SO2和SO3开环的最低能量激发态变为第一激发单重态S1, 并且均源自电子从HOMO至LUMO的跃迁且为π-π*跃迁; 其最大吸收波长λmax 达到466-540 nm, 且红移十分明显, 其对应开环体O-SO2与O-SO3的λmax 达到605和647 nm.  相似文献   

7.
密度泛函理论研究十二烷硫醇在Au(111)面上的吸附   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用第一性原理方法研究了十二烷硫醇(C12H25SH)分子在Au(111)面上未解离和解离吸附的结构、能量和吸附性质,在此基础上分析判断长链硫醇分子在Au(111)面吸附时S―H键的解离, 以及分子链长度对吸附结构和能量的影响. 计算了S原子在不同位置以不同方式吸附的系列构型, 结果表明在S―H键解离前和解离后,均存在两种可能的表面结构, 直立吸附构型和平铺吸附构型; 未解离的C12H25SH分子倾向于吸附在top位, 吸附能为0.35-0.38 eV; H原子解离后C12H25S基团倾向于吸附在bri-fcc位, 吸附能量为2.01-2.09 eV. 比较分析未解离吸附和解离吸附, 发现C12H25SH分子未解离吸附相较于解离吸附要稳定, 未解离吸附属于弱化学吸附.局域电子态密度和差分电荷密度分析进一步验证了S―H解离后S原子与表面之间成键的数目增加, 而且键合更强. 同时我们发现长链硫醇的吸附能量较短链硫醇的吸附能量略大, S原子与表面Au原子之间的距离略小.  相似文献   

8.
用密度泛函理论方法研究了EUS2和Eu2S的分子结构、电子结构和成健情况.结果表明EuS2有弯曲构型和直线构型,而Eu2S只有弯曲构型.在S-S和Eu-Eu之间存在化学使.在这两个分子中,Eu和S的价届满足8电子规律,保持其正常价态.第一电离势和原子化能的计算值与实验结果符合较好.相对论效应对分子几何构型和振动基频影响较小,对分子轨道能级顺序和键能有较显著的影响,但旋轨偶合起的作用不大  相似文献   

9.
用密度泛函理论研究了含平面配位碳中心的过渡金属配合物M_nH_nC(n=4,M=Ni,Pd,Pt;n=5,M=Cu,Ag,Au)的结构和稳定性,发现平面四配位碳满足八隅律规则,而平面五配位碳与过渡金属配体形成部分离子键.同时讨论了形成含两个或多个平面四配位碳中心的链状配合物M_(2n 2)H_(2n 2)C_n的可能性.  相似文献   

10.
The geometries, electronic structures, polarizabilities, and hyperpolarizabilities of organic dye sensitizer 3,4-pyridinedicarbonitrile was studied based on Hartree–Fock (HF) and density functional theory (DFT) using the hybrid functional B3LYP. Ultraviolet–visible (UV–Vis) spectrum was investigated by time dependent DFT (TD-DFT). Features of the electronic absorption spectrum in the visible and near-UV regions were assigned based on TD-DFT calculations. The absorption bands are assigned to π  π1 transitions. Calculated results suggest that the three lowest energy excited states are due to photoinduced electron transfer processes. The interfacial electron transfer between semiconductor TiO2 electrode and 3,4-pyridinedicarbonitrile is due to electron injection process from excited dye to the semiconductor’s conduction band. The role of cyanine in 3,4-pyridinedicarbonitrile in geometries, electronic structures, and spectral properties were analyzed.  相似文献   

11.
用密度泛函理论研究了含平面配位碳中心的过渡金属配合物MnHnC(n=4, M=Ni, Pd, Pt; n=5, M=Cu, Ag, Au)的结构和稳定性, 发现平面四配位碳满足八隅律规则, 而平面五配位碳与过渡金属配体形成部分离子键. 同时讨论了形成含两个或多个平面四配位碳中心的链状配合物M2n+2H2n+2Cn的可能性.  相似文献   

12.
在卡里普索(CALYPSO)结构预测的基础上,采用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,优化得到PdSi_n(n=1~15)团簇的基态结构,对其电子性质、红外光谱和拉曼光谱进行了讨论.结果表明,PdSi_n(n=1~15)团簇的基态构型随n值的增大由平面结构向立体结构演化;当n≤4时,PdSi_n团簇的红外与拉曼活性在450~500 cm-1范围内表现较好,当n≥5时,PdSi_n团簇的红外与拉曼活性在50~500 cm~(-1)范围内表现较好.  相似文献   

13.
The interacting patterns and mechanism of the catechin and thymine have been investigated with the density functional theory Becke's three-parameter nonlocal exchange functional and the Lee, Yang, and Parr nonlocal correlation functional (B3LYP) method by 6-31+G*basis set. Thirteen stable structures for the catechin-thymine complexes have been found which form two hydrogen bonds at least. The vibrational frequencies are also studied at the same level to analyze these complexes. The results indicated that catechin interactedwith thymine by three different hydrogen bonds as N-H…O、C-H…O、O-H…O and the complexes are mainly stabilized by the hydrogen bonding interactions. Theories of atoms in molecules and natural bond orbital have been adopted to investigate the hydrogen bondsinvolved in all systems. The interaction energies of all complexes have been corrected for basis set superposition error, which are from -18.15 kJ/mol to -32.99 kJ/mol. The results showed that the hydrogen bonding contribute to the interaction energies dominantly. The corresponding bonds stretching motions in all complexes are red-shifted relative to that of the monomer, which is in agreement with experimental results.  相似文献   

14.
Various structures of CrAPO‐5 clusters are studied via density functional B3LYP exchange‐correlation method. The optimized structures are compared with data from X‐ray absorption. Their total energies and atomic net charges are also analyzed. Results indicate that the substitution of the aluminum site of an AFI framework by chromium is in general not feasible. The chromium ion is more likely docked in between two neighboring 12‐membered rings of the framework of AFI. To further verify our claim, the excitation energies of the representative chromium structures of CrAPO‐5 clusters are calculated via the TDDFT method. The results for excitation energies further support that Cr3+ is not incorporated into the framework.  相似文献   

15.
元素电负性和硬度的密度泛函理论研究   总被引:27,自引:0,他引:27  
应用密度泛函理论的DFT LDA、DFT LDA/NL和改进的Slater过渡态方法,把元素的电离能和电子亲合能的计算扩展到周期表的103种元素.并用有限差分方法计算了这103种元素的电负性和硬度.计算中考虑了相对论效应.计算结果比以前Robles等用密度泛函理论的XGL和Xα近似的交换相关泛函的计算结果有所改进,更接近实验值.  相似文献   

16.
镱硫属化合物的密度泛函理论研究   总被引:1,自引:2,他引:1  
用密度泛函理论(DFT)研究镱硫属化合物的电子结构和性质,通过与实验比较考察了现有的几种近似密度泛函公式对镧系元素化合物的适用程度和相对论效应的影响.结果表明,用DFT计算的YbO键长对实验值的偏差约为0.002nm;但得到的键能即使在考虑梯度校正和相对论效应之后,仍比实验值高,在定域密度近似基础上引入交换梯度校正使键能计算值减小,其中PW86x使键能计算值减小稍多些,结果更接近实验值;相关梯度校正使键能计算值升高.相对论效应使键长缩短0.004~0.006nm,键能减小约0.5eV.计算结果的分析表明,Yb的5d轨道和配体的np轨道间形成σ键和π键.在所研究的分子体系中,配体原子从O到Te、Yb原子的5d轨道布后数依次减少,同键能减弱的顺序一致.相对论效应使键能减小的主要原因是在成键过程中发生了Yb的6s电子向5d轨道的转移,而相对论效应使该过程能量增加.偶极矩和电荷分布的计算表明,Yb-L键以共价性为主,相对论效应使共价性成份增加.  相似文献   

17.
The electronic structure of the perovskite LaCoO3 at room temperature structure (293 K) was calculated by using PBE, PBE+U and HSE. Different spin configurations have been considered. Our calculations showed that the choice of the Hubbard U parameter in DFT+U and mixing factor α in HSE significantly influenced the band gap as well as relative energies. For the spin exited states, the optimal value for U and α were 3.0 eV and 0.05, respectively. Our calculation also emphasized that when U〉5.0 eV, PBE+U would lead to unreasonable electronic structure and energy order.  相似文献   

18.
硝基烃光异构化反应的密度泛函理论计算   总被引:3,自引:0,他引:3  
采用DFT(B3LYP)计算方法, 在6-31G*水平上获得了反式-β-硝基苯乙烯、硝基乙烯和硝基甲烷基态异构化反应时的过渡态分子结构, 并计算了异构化能垒及激发态电子跃迁能. 结果显示, 反式-β-硝基苯乙烯和硝基苯与硝基甲烷相比具有较短的过渡态C—N键长, 较低的异构化能垒, 并且随着不饱和度的增加, 硝基苯和反式-β-硝基苯乙烯电子垂直跃迁能与基态异构化反应过渡态之间能量的差值ΔE迅速减小. 从能量的角度分析, 取代基的不饱和度越大, 越有利于激发态势能面与异构化反应势能面发生锥型或漏斗交叉, 因而越有利于光化学反应沿光异构化通道进行. 激发态分子的初始电子运动的定域或离域特征的差别可能是导致硝基苯等硝基芳烃与硝基甲烷等硝基烷烃光解通道不同的一个重要原因.  相似文献   

19.
利用密度泛函理论研究了NH3在完整和含有缺陷的硼纳米管上的吸附行为以及相关电子性质. 计算结果表明, 对于α硼纳米管, 在不同的直径和手性条件下, NH3均倾向于吸附在配位数为6的顶位上. 电子结构计算结果表明, NH3能够吸附在纳米管表面主要是由于N和B原子产生了较强的相互作用. 表明硼纳米管是一种潜在的NH3气气敏材料.  相似文献   

20.
丙酮酸分子结构与振动光谱的密度泛函理论研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
用密度泛函方法BLYP、B3LYP和从头算Hartree-Fock(HF)方法在6-31G*基组水平上对丙酮酸分子的几何结构(甲基的重叠式和交错式两种构象)和振动光谱分别进行了优化和计算,并给出了各种频率所对应的红外强度及拉曼活性,对光谱进行了指认。结果表明:在丙酮酸分子的两种构象中,重叠式比较稳定*B3LYP计算得到的构型参数与实验结果比较一致;在振动频率的计算中,BLYP未标度力场所计算的非CH3伸缩振动基频预测值和实验值的平均绝对偏差为10.4cm-1;而HF标度力场的平均绝对偏差为17.9cm-1。说明两者的结果与实验观测频率比较吻合,但B3LYP的频率计算值偏差(38.3cm-1)较大。根据振动频率的势能分布和红外光谱强度对此分子的振动基频进行了理论归属。  相似文献   

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