化学计量的氧化钠团簇阳离子结构的离子迁移质谱法研究

本文通过离子迁移质谱法研究了氧化钠团簇阳离子(Na_nO_m⁺,n≤11)的稳定结构. 质谱结果表明化学计量组成Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺ (n=3、5、7、9和11)系列是稳定的,并且NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺ (n=5、7、9和11)系列作为二级稳定系列. 为了获得这些团簇离子的结构,通过离子迁移率测量实验测定离子和氦缓冲气体之间的碰撞截面. 同时计算了这些组合物优化结构的理论碰撞截面. 结果表明,Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺和NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺的结构除了n=9之外,其它具有相似结构框架. Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺所有的化合键位于钠和氧之间. 另一方面,NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺中除了Na-O键之外,还存在一个O-O氧键,表明NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺具有过氧化物离子(O₂^2-)作为Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺的氧化物离子(O^2-) 的替代物. Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺和NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺两种稳定系列都是闭壳组合物. 这些闭壳特征对氧化钠簇阳离子的稳定性具有强烈影响.     

甲胺水合离子团簇的结构模型及红外光谱研究（英文）

本文利用量子化学计算方法,研究了甲胺和水复合离子团簇[(CH_3NH_2)(H_2O)_n]~+的几何结构、能量和红外光谱,揭示了结构生长模型、氢键作用机制和质子转移机理.研究结果表明,在[(CH_3NH_2)(H_2O)_n]~+团簇中,甲胺甲基上的一个氢原子转移到氨基上,形成分子内质子转移的CH_2NH_3~+离子核心结构模型,水分子作为氢键受体,与质子化氨基NH_3~+形成氢键.CH_3NH_2~+离子核心结构模型没有CH_2NH_3~+离子核心结构模型稳定.在团簇的红外光谱中,CH振动、自由NH振动、氢键结合的NH振动和OH振动模式在CH_3NH_2~+和CH_2NH_3~+两种离子核心结构模型的理论计算红外光谱中明显不同,因此可用于鉴别甲胺水合离子团簇的结构模型,有助于理解甲胺和水复合团簇的氢键网络结构.     

双核过渡金属羰基配合物团簇离子的红外光谱、结构和成键（英文）

双核过渡金属羰基配合物团簇是理解金属-金属和金属-配体相互作用的简单模型体系,在金属有机化学和催化中具有重要应用.利用脉冲激光溅射-超声分子束载带团簇离子源在气相中制备了双核第一列过渡金属羰基配合物团簇离子,采用选质量-红外光解离光谱方法获得了这些离子在羰基振动频率范围的振动光谱,并采用密度泛函方法对它们的结构和振动光谱进行了理论计算.通过对实验光谱与模拟光谱的比较,确定了它们的几何和电子结构,对饱和以及不饱和配位的同核和异核羰基配合物团簇正负离子的结构和金属-金属以及金属-配体成键进行了讨论.     

低温退火形成团簇CdSe棒状结构的实验分析（英文）

为了研究新型纳米结构对发光的影响,实验采用自组装的方法在低温(170℃)退火的条件下成功制备了棒状CdSe微结构阵列,并使用中心波长为365 nm的激光测量了棒状CdSe微结构阵列的荧光光谱.论述了团簇CdSe半导体材料的特性以及其光致发光性质,然后通过对退火后的棒状CdSe微结构阵列的荧光测量,分析实验结果表明:棒状CdSe微结构的长度、直径和阵列间距分别为505.91 nm、 205 nm和309 nm,荧光光谱出现36.16 nm蓝移.而且,按照非平衡态统计物理系统中,基于低温退火对半导体材料产生的影响,通过一维福克-普朗克方程对其形成机理进行了实验分析.这种形成团簇CdSe棒状结构的低温退火方法为未来在新材料制备上提供了一个新的途径.     

（NH3）nH^＋2团簇离子的产生及其结构的从头计算研究

用激光多光子电离ＴＯＦ质谱和分子束技术实验研究了氨团簇,测量到（ＮＨ３）ｎＨ＾＋２类型团簇离子,首镒观测到ｎ〈４的该类团簇离子的存在。用ＧＡＵＳＳＩＡＮ－９４程序计算这种团簇离子的结构,找到一种稳定构型,并与文献报道的有关计算结果进行了比较和讨论。     

砷化镓离子团簇的稳定性研究

采用全势能线性糕模轨道分子动力学方法，详细研究了砷化镓离子团簇Ga_nAs_n(n=4，5，6)的几何结构和稳定性.分别找到了这些离子团簇的最低能量结构，通过计算发现这些结构明显不同于中性团簇的基态结构.还发现离子团簇的其他稳定结构与对应的中性结构相比也有较大的结构畸变.在这些砷化镓离子团簇中，相对于砷原子而言，镓原子更容易处在帽原子的位置上. 关键词： 离子团簇 基态结构 稳定性     

分散良好的二氧化锡纳米团簇制备以及离子液体诱导金属绝缘相变调控研究（英文）

本文利用气相纳米团簇设备实现SnO_2纳米团簇的可控制备.高分辨透射电子显微镜用来分析SnO_2纳米团簇形貌及微观结构,结果表明制备的SnO_2纳米团簇分散良好,尺寸均匀(5～7 nm).通过门电压控制的离子液体实现对SnO_2纳米团簇金属绝缘转变的调控.结合第一性原理,从氧空位诱导电子占据角度系统分析了相应的调控机制.     

中性金-钒-氧团簇氧化一氧化碳研究（英文）

本文实验制备了中性AuVO_(2～4)团簇并研究了其与CO和O_2的反应.实验结果表明,团簇AuVO_4和AuVO_3与CO反应主要生成吸附产物,而团簇AuO_2可与O_2反应生成AuVO_4.密度泛函理论计算结果表明,团簇AuVO_4和AuVO_3可在较高温度条件下氧化CO生成CO_2,从而形成催化氧化循环:AuVO_4+CO■AuVO_3+CO_2,AuVO_3+CO■AuVO_2+CO_2,AuVO_2+O_2→AuVO_4.     

热辐射对热团簇衰变率和丰度的影响（英文）

本文量化了辐射冷却对单分子衰变速率、热簇以及非特定激发能量的分子的影响.检测出两种不同的区域,可以通过发射光子的能量大小进行定义,并根据光子发射速率常数和颗粒的热性质确定它们之间的边界.此外,通过丰度光谱计算了相当于小光子能量的连续冷却情况.两种不同区域分别是连续性冷却和单分子衰变的单光子猝灭.辐射效应通过重新定义每个单独的团簇用于进行蒸发的时间进行参数化,可用有效辐射时间常数来表示.     

基于极紫外自由电子激光的中性团簇红外光谱（英文）

团簇在能源催化和大气雾霾等诸多化学过程中广泛存在,团簇表征与性能研究对诠释化学反应机理至关重要.然而,中性团簇由于缺乏电荷、难于探测,实验研究非常困难.鉴于上述情况,发展了基于极紫外自由电子激光的中性团簇红外光谱实验方法,用于质量选择中性团簇的高灵敏探测、结构表征和性能研究.红外-极紫外衰减和红外+极紫外增强光谱实验方法已被应用于一些中性水团簇和一些中性金属羰基化合物的研究.由于极紫外自由电子激光的波长范围涵盖了绝大多数中性团簇的第一电离势,这一独特的实验方法为开展各类中性团簇红外谱学和结构的研究打开了大门.本文综述了这些红外光谱实验方法及其在中性团簇研究中的应用.     

超小金纳米团簇的电催化氧还原性质（英文）

本文合成了含有2～4个Au原子的超小金纳米团簇并测试了其电催化氧还原性能.通过将前驱AuPPh_3Cl暴露在氨水中一个星期制备了超小的金纳米团簇.运用了ESI质谱、X射线精细结构吸收谱、X射线光电子能谱来测试这些超小金纳米团簇,表明这些超小金纳米团簇含有三苯基膦、羟基和吸附氧分子.将这些超小金纳米团簇负载到玻碳电极上,并用循环伏安法和线性伏安法测试其电催化氧还原性能.循环伏安结果表明,这些超小金纳米团簇电催化氧还原反应的起始电势为0.87 V(相对可逆氢电极),转移的电子数为4.     

团簇物理的新进展（Ⅰ）

本文较系统地论述了团簇研究在制备、结构和性质等方面的最新进展,其中包含了本实验室近年来在团簇物理方面所取得的重要成果。并对当前团簇研究存在的问题和发展方向作了展望。     

团簇物理的新进展（Ⅰ）

本文较系统地论述了团簇研究在制备、结构和性质等方面的最新进展，其中包含了本实验室近年来在团簇物理方面所取得的重要成果。并对当前团簇研究存在的问题和发展方向作了展望。     

团簇物理的新进展（I）

本文较系统地论述了团簇研究在制备、结构和性质等方面的最新进展，其中包含了本实验室近年来在团簇物理方面所取得的重要成果。并对当前团簇研究存在的问题和发展方向作了展望。     

Ga2Asn离子团簇结构及其光电子能谱研究

利用密度泛函理论中B3LYP方法,在6-311G(d)基组上对Ga2Asn(n=1-5)阴阳离子团簇的几何结构和光电子能谱进行了系统研究.结果得到了各团簇的最稳定结构,在(Ga:Asn(n=1-5)阴阳离子团簇中,稳定性随着总原子数的增大而呈奇偶变化规律,对于(GaAsn-团簇,总原子数为奇数的团簇比原子数为偶数的团簇稳定;对于GazAsn团簇,总原子数为偶数的团簇比原子数为奇数的团簇稳定.团簇的最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)能级之间的能隙差随As原子数的增大而呈现奇偶交替变化规律,当As原子数为偶数时,中性团簇及其阴阳离子团簇的基本相同,当As原子数为奇数时,它们差异较大.     

甲胺水合离子团簇的结构模型及红外光谱研究

本文利用量子化学计算方法,研究了甲胺和水复合离子团簇[(CH₃NH₂)(H₂O)_n]⁺的几何结构、能量和红外光谱,揭示了结构生长模型、氢键作用机制和质子转移机理. 研究结果表明,在[(CH₃NH₂)(H₂O)_n]⁺团簇中,甲胺甲基上的一个氢原子转移到氨基上,形成分子内质子转移的CH₂NH₃⁺离子核心结构模型,水分子作为氢键受体,与质子化氨基NH₃⁺形成氢键. CH₃NH₂⁺离子核心结构模型没有CH₂NH₃⁺离子核心结构模型稳定. 在团簇的红外光谱中,CH振动、自由NH振动、氢键结合的NH振动和OH振动模式在CH₃NH₂⁺和CH₂NH₃⁺两种离子核心结构模型的理论计算红外光谱中明显不同,因此可用于鉴别甲胺水合离子团簇的结构模型,有助于理解甲胺和水复合团簇的氢键网络结构.     

中性和阳离子丁酮团簇的结构及稳定性的理论研究

使用密度泛函B3LYP方法,在6-31G*和6-311+G**基组水平上计算中性和阳离子丁酮团簇(CH_3COC_2H_5)_n和(CH_3COC_2H_5)_n~+(n 7)的稳定结构,并比较不同尺寸团簇之间的相对稳定性.中性和阳离子丁酮团簇的结构具有相似性:n=3—7时,组成团簇的丁酮的平均几何参数基本相同,单环结构最稳定;随着团簇尺寸的增加,双环结构的稳定性逐渐上升.通过平均结合能、一阶差分能、HOMO-LUMO能隙等计算分析可知:在所研究的各种尺寸团簇中,(CH_3COC_2H_5)_3是最稳定的中性团簇,与实验中的最强峰对应;(CH_3COC_2H_5)_4~+是最稳定的阳离子团簇.通过电离能计算得到丁酮分子的垂直电离能为9.535 eV与实验值相符,同时证明中性和阳离子丁酮二元团簇的结构变化较大.研究结果为实验中丁酮团簇碎片离子的形成机理提供一定的理论依据,并且为进一步研究酮类分子团簇的生长规律提供有价值的信息.     

密排纳米团簇薄膜应变传感器的响应特性及共与团簇覆盖率的相关性（英文）

本文通过在PET薄膜上的叉指电极间沉积Pd纳米团簇制备了柔性应变传感器件.传感器通过测量纳米团簇薄膜的电导随PET薄膜形变的变化而产生对应变的响应,不仅具有高的仪表因子,而且具有宽的量程.实验发现,由于密排纳米团簇阵列的电子输运具有渗流特征,造成应变传感器的响应特性与纳米团簇的覆盖率紧密相关.通过控制纳米团簇的沉积过程,制备了由覆盖率接近有效渗流阈值的纳米团簇点阵构成的应变传感器.从最低应变探测限到0.3%应变之间,传感器件具有线性响应且仪表因子高达55.在更高的应变时,仪表因子进一步达到200.纳米团簇薄膜甚至还可以对达到8%应变的巨大形变产生响应,对应的应变因子达到惊人的3500.     

Si团簇的结构特性研究

采用由 M.Menon等人的非正交紧束缚模型,结合遗传算法和分子动力学方法,对n=2～20的中小尺寸Si团簇的结构进行了优化,计算了束缚能Eb、平均配位数CN,团簇的裂化能Efrag,总能的二阶差分Δ2E,最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUMO)的能隙Eg, 结合Mullikon集居数分析研究了电子特性,得出了随着团簇尺寸的增加,团簇的构型发生了近球形-长椭球形-近球形的转变、n=4,7,10等团簇具有较强稳定性、团簇中原子之间共价键性结合占支配地位等主要结论.所得的主要结论与已有的从头计算和实验结果相一致.