2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪的太赫兹光谱特性

2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪(ANPZ)是一种重要的吡嘹类高能钝感炸药.为了深入理解ANPZ的晶体结构特性,本文采用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)研究了ANPZ在24～150℃温度范围内的太赫兹光谱随温度的演变特性,并结合固态密度泛函理论(DFT)对ANPZ在太赫兹频段的振动特性进行了计算和解析.结果 表明...     

有机磷农药甲基对硫磷的太赫兹(THz)光谱研究

运用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)与理论模拟相结合的方法研究了有机磷农药甲基对硫磷在THz波段的光谱特性。在室温氮气环境中得到了样品在0.2～2.0 THz波段的吸收谱和折射率谱。表明其特征吸收峰分别位于0.65,1.33,1.81和1.91 THz处,其平均折射率为1.39。同时运用密度泛函理论(DFT)计算了甲基对硫磷分子的结构及其在太赫兹波段的振动频率,计算结果与实验数据吻合较好。研究结果表明,实验光谱的特征吸收峰是由分子的集体振动及扭转形成,不同的吸收峰位对应分子不同的振转模式。     

盐酸莱克多巴胺的太赫兹光谱研究

应用太赫兹时域光谱技术获取了盐酸莱克多巴胺在0.2～2.2 THz波段的光谱特征,并计算获得了盐酸菜克多巴胺在室温下的折射率谱和吸收谱.采用密度泛函理论对莱克多巴胺分子的结构和振动频率进行了模拟.根据理论计算和实验光谱的对比,采用Gatissian View3.09软件对莱克多巴胺分子的THz特征吸收峰进行了分析指认....     

基于衰减全反射式太赫兹时域光谱技术的食用油光谱特性研究

食用油是人类营养和能量的重要来源,为人体提供必需的脂肪酸,研究食用油在太赫兹波段光学特性,对食用油成分分析及品质评价具有重要价值。衰减全反射式太赫兹时域光谱技术是一种新型的太赫兹时域光谱技术,通过样品与倏逝波的相互作用,获取样品的太赫兹光谱。与透射式或反射式太赫兹时域光谱技术相比,该技术能有效地避免测量食用油等液体样品时样品池对光学参数的影响,并能获得样品的精确光学参数。分别利用透射式太赫兹时域光谱技术和衰减全反射式太赫兹时域光谱技术测量了大豆油的吸收光谱。结果表明,与透射式太赫兹时域光谱技术相比,衰减全反射式太赫兹时域光谱技术能更有效地提取大豆油的吸收系数、吸收峰分布等光学特性。进一步利用衰减全反射式太赫兹时域光谱技术研究了大豆油、核桃油、葡萄籽油在太赫兹波段的光学特性,获得了三种食用油在1~1.8 THz范围内的折射率谱和吸收光谱。利用密度泛函理论计算了食用油中四种主要成分(软脂酸、硬脂酸、油酸和亚油酸)在太赫兹波段的振动、转动模式,理论计算结果同实验测量结果吻合较好。研究表明,在太赫兹波段食用油的吸收峰与所含脂肪酸分子种类与含量有关,其主要来源为脂肪酸分子的低频振动和转动。研究成果对食用油成分定性定量分析及品质检测等具有指导意义。     

反式油酸的太赫兹光谱研究

应用太赫兹时域光谱技术研究了反式油酸在THz波段的光学特性,在室温氮气环境下获得了0.5～2.5 THz范围内波段的吸收光谱和折射率谱,结果表明反式油酸在此波段内存在多个特征吸收峰,样品的平均折射率为1.43.采用密度泛函理论的B3LPY方法对反式油酸分子的结构和振动频率进行了模拟,并采用Gaussian View软件...     

利用太赫兹光谱和密度泛函理论研究烟酰胺-庚二酸共晶体的多晶型

烟酰胺, 又称为维生素PP,是辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ的组成部分,是许多脱氢酶的辅酶。庚二酸是一种广泛使用的共晶体前体。烟酰胺与庚二酸形成的药物共晶体具有两种不同的多晶型, 分别为晶型Ⅰ和晶型Ⅱ。不同的药物晶型常常具有不同的物理化学性质,这些差异可能会对药物的溶出速率、稳定性以及药效具有较大影响,因此在药物领域中寻找合适的技术手段鉴别药物的不同晶型非常重要。利用太赫兹时域光谱在室温下对烟酰胺-庚二酸的两种共晶体在0.2～2.2 THz范围内进行检测,发现两者的特征吸收峰具有明显的差异,晶型Ⅰ在1.51,1.73,1.94,2.01和2.17 THz有五个特征吸收峰,其中在1.94,2.01和2.17 THz处是三个吸收强度较大的峰,而晶型Ⅱ在1.66,1.74,1.88,2.02和2.16 THz有五个特征吸收峰,与晶型Ⅰ不同的是在2.02和2.16 THz处有两个强度较大的吸收峰。利用密度泛函理论对烟酰胺-庚二酸两种共晶体进行理论计算,计算结果表明实验峰与理论峰基本对应,对吸收峰指认归属表明特征吸收峰来源于分子骨架的振动与包含氢键的振动。研究结果表明太赫兹时域光谱技术对于区分药物共晶体的多晶型现象具有重要的应用。     

利用太赫兹光谱检测萘啶酸的同质多晶

太赫兹光谱可以反映与固体中晶格振动有关的信息，特别适合于检测相同分子形成的不同晶体，因此利用太赫兹光谱对检测并控制药物的不同晶型具有重要的意义。而药物分子的晶型会影响药物在存储中的稳定性等性质。选取最早使用的喹诺酮类抗生素萘啶酸作为研究对象，首先合成了萘啶酸的两种晶型NA-Ⅰ和NA-Ⅱ。通过X射线粉末衍射确认了两种晶型。使用太赫兹时域光谱技术在室温下对合成的两种萘啶酸不同晶型NA-Ⅰ和NA-Ⅱ在0.2～2.4 THz范围内进行检测，NA-Ⅰ和NA-Ⅱ在太赫兹光谱中表现出明显的差异。NA-Ⅰ在0.94，1.41，1.88，2.05和2.17THz处有五处特征峰，而NA-Ⅱ在0.72，0.96，1.38，1.80，2.04和2.16 THz处有六处特征峰。二者最明显的差异是NA-Ⅱ在2.04 THz处的峰为肩峰，而NA-Ⅰ在2.05 THz处的吸收强度要大得多。不同于其他光谱，如红外光谱，太赫兹光谱中的特征峰不对应特定的官能团，因此对光谱峰的指认尤为重要。利用密度泛函理论对两种晶型进行理论计算，理论峰与实验特征峰基本对应，得出萘啶酸两种晶型在此低频范围的振动模式主要是分子的骨架运动，并从两种晶体堆积方式的不同阐述了光谱显著差异的原因。该研究为利用太赫兹光谱检测药物的同质多晶提供了依据。     

对乙酰氨基酚的太赫兹时域光谱研究

太赫兹波由于其特有的透视性、安全性及光谱分辨本领高等特点,为太赫兹时域光谱技术(Terahertz time-domain spectroscopy,THz-TDS)在物质检测、物质结构辨别、物质定性及定量分析等方面的应用奠定了基础。药品,作为预防和治疗疾病并规定有适应症或者主治功能的物质,一直跟人们的生活息息相关。但是,近年来药品由于质量问题从而危害人们身体健康的新闻屡见不鲜,迫切需要行之有效的药品检测方法的呼声越来越多。而太赫兹时域光谱技术作为一种新型的无损检测的光谱技术,逐步开始被应用到药品检测中。基于此,采用太赫兹时域光谱技术研究了对乙酰氨基酚的太赫兹特征谱。首先,采用太赫兹时域光谱技术测试了对乙酰氨基酚在0.3～4.5 THz范围的太赫兹光谱,实验获取了六个特征吸收主峰和一个肩峰,分别位于1.46, 1.88, 2.11, 2.52, 2.95, 3.48和4.27 THz;接着,采用密度泛函理论对光谱进行解析,基于气态理论的计算结果,发现实验吸收峰有分子内作用力的贡献,但由于其未能考虑分子间作用力,无法全面对实验吸收峰进行解析;进一步,采用固态密度泛函理论模拟,经过实验和理...     

天然纤维素太赫兹和红外光谱分析研究

为研究太赫兹波技术在植物中纤维素检测的应用前景。选取玉米、麦壳、芦苇进行太赫兹时域光谱检测,并与纤维素粉作为参考样品进行比较,分析结果表明上述三种植物样品和参考样品在1.75,1.62,1.1和0.7 THz等频率处均有明显特征吸收峰。比较几种样品的吸收强度情况,纤维素粉在1.62 THz处吸收最强,采用化学分析方法检测玉米、麦壳以及芦苇中纤维素含量,并与太赫兹波检测比较,发现在该频率处植物中纤维素含量越高,则其在太赫兹波中的吸收峰也越高,说明植物纤维素能在该频率段内发生晶格振动,使其官能团出现变形、弯曲或伸缩等变化。利用密度泛函理论对纤维素进行量子化学计算,也获得纤维素在0.7,1.1和1.75 THz处特征吸收峰,表明了太赫兹时域光谱能用于植物纤维素检测。最后,用红外光谱技术对玉米和纤维素粉进行检测,探讨纤维素分子微结构的扭转及振动模式,并把它们的特征吸收谱与量子化学计算进行比较,实验结果和理论计算基本一致。这为植物纤维素的检测判断提供了一种新方法。     

利用太赫兹时域光谱技术对环三亚甲基三硝胺（RDX）振动谱的研究

 针对爆炸物及其相关成分的感测科学和技术对于国土安全和国家防御有着至关重要的地位,对单质炸药环三亚甲基三硝胺（RDX）进行了太赫兹（THz）谱的实验测量和理论分析。利用太赫兹时域光谱技术（THz-TDS）给出了这些炸药样品在0.2THz～2.5THz范围内的折射率和吸收系数。利用密度泛函理论进行的理论模拟与实验结果符合较好。结果发现,单质炸药RDX具有特征吸收峰,利用THz-TDS技术可以对单质炸药进行检测和识别。     

Simulation study on terahertz vibrational absorption in liquid crystal compounds

The terahertz (THz) spectrum absorptions of nematic liquid crystal (LC) material, i.e. N-(p-methoxybenzylidene)-p-butylaniline (MBBA), and its relevant compounds are simulated in this paper by using the density functional theory (DFT) method. A strong absorptive frequency is located at 3.65 THz for the MBBA, which is in agreement with experimental data found in the literature. The result suggests that the DFT method is effective for dealing with the anisotropic nematic LC compounds.     

钨酸铅晶体中与氧空位相关的色心研究

采用基于相对论性密度泛函理论的离散变分和嵌入团簇方法计算了PbWO4晶体中与氧空位VO及其相关色心的态密度分布，并运用过渡态方法计算了其激发能.结果表明：VO的存在可以使WO42-基团的禁带宽度明显变小；PbWO4晶体中VO可以产生F+，并且F+的存在可以使晶体引起420nm的吸收，另外PbWO4晶体中VO可能不会产生F心. 关键词： PbWO4晶体 密度泛函 氧空位 态密度分布     

Crystal growth,structural and optical properties of an organic ion-complex crystal: 4-N,N-dimethylamino-4′-N′-methylstilbazolium iodide

4-N,N-dimethylamino-4′-N′-methylstilbazolium iodide (DMSI) compound was synthesized by Knoevenagel reaction method and the crystals were grown by solution growth method. From the single crystal X-ray diffraction study, it is confirmed that DMSI crystal belongs to monoclinic system. The bond-length alternation (BLA) of the DMSI molecule was found to be 0.11 Å, which is responsible for quadratic NLO response. The electronic transition properties and optical constants such as energy gap (E_g), linear refractive index (n₁) were determined using UV–visible and photoluminescence spectral studies. The second order nonlinear optical property of the crystal was examined using Kurtz–Perry powder test. Laser induced damage threshold on (0 0 1) plane of the optically polished crystal was found to be 1.24 GW/cm².     

太赫兹波段液晶分子极化率的理论研究

近年来,太赫兹(THz)波段电磁辐射的研究引起科学技术界广泛的关注.液晶(LC)材料具有宽带可调的特性且拥有成熟的工业技术基础,在基于液晶设计的太赫兹可调器件研究中显示了巨大的应用潜力.因此,为了快速发展实用的LC-THz调制器件,对液晶材料在太赫兹频率范围内的光电特性进行系统的了解是至关重要的.分子极化率是表征分子中电荷分布的重要物理量.采用密度泛函理论方法对液晶分子PCH5,5CB和5OCB在太赫兹波段的极化率性质进行计算研究,从电子结构的角度,利用极化率密度分析方法考察了分子不同区域对极化率数值的贡献,详细探讨了尾链、核心结构和极性取代基等不同基团对极化率及其各向异性的影响.     

持久性有机物硫丹的太赫兹光谱研究

以最新被斯德哥尔摩公约列入持久性有机污染物的硫丹为研究对象,采用太赫兹时域光谱技术获得了α硫丹在0.2～2THz频率范围内的吸收系数谱和折射率谱,结果显示在此频率范围内存在有一系列特征吸收峰,并且通过实验和理论计算对比发现在1.70和1.88THz处的实验吸收峰与1.68和1.91THz处的理论吸收峰有很好的吻合;经分析认为,这吻合峰是由于分子内集体振动引起的,实验中的其他峰值可能归因子分子间弱相互作用力和混合振动。研究结果证明了THz-TDS技术进行持久性有机物检测的可行性,为THz-TDS系统在持久性有机物识别和残留物检测方面的应用提供了依据。     

掺钇钨酸铅晶体缺陷的理论研究

采用基于密度泛函理论的相对论性离散变分和嵌入团簇方法，计算了掺钇PbWO₄ 晶体中多 种相关缺陷的电荷分布和不同团簇缺陷结合能，由能量最低原理发现［2(Y³⁺Pb)-V″_Pb］缺陷在各相关缺陷形式中最为稳定.并运用过渡 态方法计算了轨 道跃迁的激发能，算出掺Y后晶体中O2p→Y4d的跃迁能量为3.9eV，表明掺Y不会引起晶体中3 50nm和420nm吸收.从掺Y对PbWO₄晶体电子结构的影响来看，其作用机理与掺La 的情况也有较大差异. 关键词： 4晶体')" href="#">PbWO₄晶体 密度泛函 掺Y 态密度分布     

Organic cyclic difluoramino‐nitramines: infrared and Raman spectroscopy of 3,3,7,7‐tetrakis(difluoramino)octahydro 1,5‐dinitro‐1,5‐diazocine (HNFX)

We present the first vibrational structure investigation of 3,3,7,7‐tetrakis(difluoramino)octahydro‐1,5‐dinitro‐ 1,5‐diazocine (HNFX)—and, more generally, of a member of the new class of gem‐bis(difluoramino)‐substituted heterocyclic nitramine energetic materials—using combined theoretical and experimental approaches. Optimized molecular structure and vibrational spectra of the Ci… symmetry conformer constituting the HNFX crystal were computed using density functional theory methods. Fourier transform infrared and Raman spectra of HNFX crystalline samples were also collected at ambient temperature and pressure. The average deviation of calculated structural parameters from X‐ray diffraction data is ∼1% at the B3LYP/6‐311 + + G(d,p) level of theory, suggesting the absence of significant molecular distortion induced by the crystal field. Very good agreement was found between simulated and measured spectra, allowing reliable assignment of the fundamental normal modes of vibration of the HNFX crystal. Detailed analysis of the normal modes of the C–(NF₂)₂ and N–NO₂ moieties was performed due to their critical importance in the initial steps of the molecular homolytic fragmentation process. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

Theoretical study of hydrogen adsorption in Ti-decorated capped carbon nanotube

We present ab initio study using dispersion-corrected density functional theory calculations to investigate the hydrogen interaction with Ti-coated, one end closed, single-walled carbon nanotube (SWCNT). Our results demonstrate that a single Ti atom binds up to five hydrogen molecules on SWCNT cap top, whereas adsorption of four hydrogen molecules is energetically more favourable. The analyses from adsorption energy profile, highest occupied molecular orbital–lowest unoccupied molecular orbital gap and Mulliken charge distribution show contrast in first hydrogen molecule adsorption compared with the rest of four configurations. This is clearly due to the strongly different bonding nature of first hydrogen adsorption among others, between hydrogen molecules and Ti-coated SWCNT. These results not only support our understanding of adsorption nature of hydrogen in Ti-coated SWCNTs but also suggest new directions for smart storage techniques.     

Design of new neutral organic super‐electron donors: a theoretical study

For the purpose of designing new functional super‐electron donors (SEDs), the structure and stability of analogous tetrathiafulvalene (TTF) compounds are investigated and compared with those of the parent TTF by quantum chemistry calculations. Density functional theory (DFT) method B3LYP in combination with the polarized continuum model (PCM) is employed to compute the standard redox potentials ( ) of about 80 neutral organic SEDs in acetonitrile. Theoretical models are evaluated through correlation with 40 available experimental data. Excellent agreement between the theoretical predictions and experimental data is found with a mean absolute deviation of 0.08 V. Furthermore, we designed new species related to tetraazafulvalene (TAF) and evaluated their redox potential in search of new SEDs. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

Ta4Cn^-/0(n=0-4)团簇的电子结构、成键性质及稳定性

本文采用尺寸选择的负离子光电子能谱技术,结合密度泛函理论,对Ta4Cn^-/0(n=0-4)团簇电子结构、成键性质以及稳定性进行了研究.实验测得Ta4Cn-(n=0—4)团簇负离子基态结构的垂直脱附能分别为(1.16±0.08),(1.35±0.08),(1.51±0.08),(1.30±0.08)和(1.86±0.08)eV.中性Ta4Cn(n=0—4)团簇的电子亲和能分别为(1.10±0.08),(1.31±0.08),(1.44±0.08),(1.21±0.08)和(1.80±0.08)eV.研究发现Ta4^-/0团簇为四面体结构,Ta4C1-/0团簇中碳原子覆盖在Ta4四面体的一个面上方,Ta4C2^-/0团簇则是两个碳原子分别覆盖在Ta4四面体中的两个面上方.Ta4C3^-/0团簇是一个缺角立方体结构.Ta4C4^-/0团簇则是近似立方体结构,可以看成是α-TaC面心立方晶体的最小晶胞单元.分子轨道分析结果显示Ta4C3团簇的单电子最高占据轨道主要布居在单个钽原子周围,导致Ta4C3^-团簇的垂直脱附能明显低于其相邻团簇.理论研究显示随着碳原子数目的增加,Ta4Cn^-/0(n=0—4)团簇中的钽-钽金属键逐渐被钽-碳共价键取代,单原子结合能逐渐增加且明显高于Ta4+n^-/0(n=0-4)团簇.中性Ta4C4的单原子结合能高达7.13 eV,这说明钽-碳共价键的形成有利于提高材料的熔点,这与碳化钽作为高温陶瓷材料的特性密切相关.