超导体MgB2成相过程研究

根据镁和硼的基本化学性质、杂化轨道理论、前线轨道理论和粉末反应理论,分析了粉末反应中MgB<,2>晶核的形成及生长过程.这一过程可分三步完成:(1)两种粉粒碰撞接触,做反相微幅受追振动,产生MgB<,2>成相区;(2)两个硼原子相遇,价轨道经sp<'2>杂化生成B<,2>,镁原子的两个3s价电子自旋相反成对填入B<,2...     

Density Functional Theory Study of Mechanism of Cycloaddition Reaction Between Dimethyl-Silylene Carbene and Acetone

用密度泛函理论研究了单重态二甲基亚硅基卡宾与丙酮环加成反应的反应机理,势能面结果表明该反应有两条相互竞争的主反应通道. 反应规律为：二甲基亚硅基卡宾中的π轨道与π键化合物中π轨道的[2+2]环加成作用造成了扭曲四员环中间体和平面四员环产物的形成;平面四员环产物中卡宾C原子的不饱和性,导致了甲基迁移产物和硅杂双环化合物的生成.     

MgBn（n=1-17）团簇的密度泛函理论研究

本文从第一性原理出发,采用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法,在6-31G(d)全电子基组水平上对MgBn(n=1～17)团簇各种可能的构型进行结构优化和频率分析,预测了各团簇的最低能量结构.结果表明MgBn团簇主要有两种生长模式.同时对各团簇最低能量结构的能隙、结合能等电子性质进行了分析,由二阶能量差分及能隙随团簇尺寸的变化规律可以得到MgB6、MgB9、MgB13是比较稳定的团簇.通过NBO对自然电荷布居及成键特性进行分析,得到Mg原子带正电,以s轨道参与成键,B原子主要带负电,一部分B原子之间以sp杂化形成离域π键,有利于增强稳定性,其他B原子主要以s、p轨道参与成键.     

Mg14B30笼状团簇结构与性质的理论研究

运用杂化密度泛函B3LYP方法,在6-31G*水平上优化得到了一种Mg₁₄B₃₀团簇稳定的笼状结构,包括4个Mg原子层和3个B原子层.18个B原子组成的圆环层内B-B键长为0.155～0.157 nm,三角形层内B-B键长为0.161 nm; Mg原子层内Mg-Mg键长为0.305 nm;层间B-Mg键长在0.221～0.260 nm之间;从中间向两侧,Mg、B原子层间距分别为0.180、0.107和0.188 nm.Mg₁₄B₃₀团簇笼状结构中Mg原子和B原子之间发生了大量的电子转移,在B原子层堆积了大量的电子,而且随着团簇的生长,层间电荷转移大量增加;表明MgB₂的超导作用主要发生在B原子层,而Mg原子起了提供电子的作用.B原子主要是sp杂化轨道参与成键,Mg原子主要是s轨道参与成键;体系中前线分子轨道均包含B原子层内多个原子形成的π键轨道、电子存在较强的离域性,这也为其超导电性提供了条件.     

Ru(0001)表面氮分子和钡原子的相互作用

本文采用密度泛函理论方法研究了Ru(0001)表面氮分子和钡原子的相互作用.计算结果表明,钡原子的作用弱化了氮分子键.氮分子键长从Ru(001)-N2表面的0.113 nm伸长互Ru(001)-N2/Ba表面的0.120 nm;分子的拉伸振动频率从2221 cm-1减小到1746 cm-1;氮分子得到的电荷数从清洁表面的0.3e增加到1.1 e.电荷从钡原子6s轨道向钌原子4d轨道转移,转移电荷增强了氮分子2π空轨道和钌原子4d轨道间的杂化作用,导致5σ分子轨道和dπ杂化轨道发生极化.轨道极化使分子电偶极矩增加了约-0.136 e(A).金属钡在Ru(0001)表面氮分子活化过程中具备电子型助催剂的特征.     

MgB_2(001)面超导结构的电子浓度第一原理分析

采用密度范函理论计算了金属化合物MgB2(001)薄膜结构的电子能带结构和状态密度,计算的交换相关能分别采用LDA和GGA。规范保守赝势的计算结果表明,晶格常数与实验值误差在很小的范围内,分析了引起MgB2(001)面结构超导转变时电子浓度和偏态密度的变化情况,发现构成该超导体结构的成键有三种,着重从结构的电子浓度变化分析了其超导特性,六角蜂窝状结构中硼原子间相互作用为sp2杂化的共价键,镁原子和硼原子之间是离子键结合,镁原子层是金属键结合,镁原子的价电子部分转移到硼原子的pz轨道,部分电子为镁原子层共用。MgB2的超导机制为强烈的电子-声子耦合,为B原子间强烈的共价作用形成,是传统S波超导体。对Mg元素同一主族的其它硼化物进行布居分析,发现MgB2中Mg原子电子转移明显强于BeB2和CaB2,说明电子浓度是引起超导转变的一个重要因素。     

MgBn（n=1-17）团簇的密度泛函理论研究

本文从第一性原理出发,采用密度泛函理论（DFT）的杂化密度泛函B3LYP方法,在6-31G(d)全电子基组水平上对MgBn(n=1-17)团簇各种可能的构型进行结构优化和频率分析,预测了各团簇的最低能量结构。结果表明MgBn 团簇主要有两种生长模式。同时对各团簇最低能量结构的能隙、结合能等电子性质进行了分析,由二阶能量差分及能隙随团簇尺寸的变化规律可以得到MgB6、MgB9、MgB13是比较稳定的团簇。通过NBO对自然电荷布居及成键特性进行分析,得到Mg原子带正电,以s轨道参与成键,B原子主要带负电,一部分B原子之间以sp杂化形成离域π键,有利于增强稳定性,其他B原子主要以s、p轨道参与成键。     

H2Ge=Si:与甲醛生成含锗螺硅杂环化合物反应机理的从头算研究

用MP2/AUG-CC-PVDZ 方法研究了单重态H₂Ge=Si:与甲醛环加成反应的反应机理,该反应有一条主反应通道. 该反应所呈现的反应规律为：两反应物通过[2+2]环加成反应首先生成了一锗杂四元环硅烯,由于该锗杂四元环硅烯中Si:原子的3p空轨道与甲醛的π轨道形成了π→p授受键,使锗杂四元环硅进一步与甲醛结合生成了一中间体. 由于该中间体中的Si:原子在过渡态之后发生了sp³杂化,该中间体经过渡态异构化为含锗的螺硅杂环化合物. 该研究结果从理论上揭示了单重态H₂Ge=Si:及其衍生物(X₂Ge=Ge:, X=H, Me, F, Cl, Br, Ph, Ar, …)与非对称性π 键化合物环加成反应的反应机制.     

二甲基亚锗基锗烯与乙醛生成螺锗杂环化合物反应机理的密度泛函理论研究

用B3LYP/6-31G*方法研究了单重态二甲基亚锗基锗烯(Me₂Ge=Ge:)与乙醛环加成反应的反应机理,根据该反应的势能面可以预言,该反应有一条主反应通道. 该反应所呈现的反应规律为：两反应物通过[2+2]环加成反应首先生成了一锗杂四元环锗烯,由于该锗杂四元环锗烯中Ge:原子的4p空轨道与乙醛的?轨道形成了π→p授受键,从而使锗杂四元环锗烯进一步与乙醛结合生成了一中间体. 由于该中间体中的Ge:原子在过渡态之后发生了sp³杂化,从而使该中间体经过渡态异构化为了一螺锗杂环化合物. 该研究结果从理论上揭示了单重态二甲基亚锗基锗烯(Me₂Ge=Ge:)与乙醛环加成反应的反应机制,奠定了亚锗基锗烯(H₂Ge=Ge:)及其衍生物(X₂Ge=Ge:, X=H, Me, F, Cl, Br, Ph, Ar?)与非对称性π键化合物环加成反应的理论基础.     

二甲基亚甲基硅烯与乙烯生成硅杂双环化合物反应机理的从头算研究

用CCSD(T)//MP2/6-31G^*方法研究了单重态二甲基亚烷基硅烯与乙烯生成硅杂双环化合物环加成反应的机理,根据该反应的势能面可以预言,该反应只有一条主反应通道. 该主反应通道所呈现的反应规律为：二甲基亚烷基硅烯中Si原子的3p空轨道与乙烯中的π轨道形成了π→p授受键,生成三元环中间体(INT1);扩环作用使INT1异构化为四元环硅烯(P2);P2中Si原子的sp³杂化使P2进一步与乙烯结合生成了硅杂双环化合物.     

CLBO晶体用于三次谐波转换的特性研究

 讨论了CLBO晶体用于高效率三倍频的机理,从理论上分析了产生高次谐波转换的基本特性,对CLBO晶体在高功率激光装置中产生高效率谐波转换的基本参数进行了数值模拟计算,并与KDP晶体三次谐波转换的特性进行了比较,给出了CLBO 晶体产生高效率谐波转换的基本条件。     

氟化铈晶体抗辐照机理的探讨

比较研究了氟化铈晶体、CeO2、草酸铈CeAc3粉末中Ce离子外层3d电子的X射线光电子能谱,给出了三种样品的X射线光电子光谱参数.CeF3中的Ce离子可能是混合价态,用电荷自补偿观点解释CeF3晶体抗辐照机理.     

手性沿面排列IPS模式液晶盒中的动态响应

根据Ericksen和Leslie的液晶弹性理论和动力学理论对共面转换液晶显示器件(IPS LCDs)响应时间参数进行分析,将手性平行排列引入这种模式,给出此种盒中的指向矢分布的动态方程.通过计算液晶盒中的瞬时指向矢分布,得到响应时间参数与扭曲角之间的关系.计算结果表明:具有一定扭曲角的手性沿面排列IPS模式的液晶盒将会有很高的响应速度.     

胆甾相液晶可见光布拉格反射实验

胆甾相液晶可见光反射行为，在某种意义上与晶体粉末样品Ｘ光衍射相似，本主要提供一个巧妙而又直观的布拉格反射实验方法，并测量胆甾相结构周期－螺距与温度的关系，进而揭示胆甾相液晶热色效应的机理。     

在BBO晶体中获得271—281.5nm和频输出

本文用自制的Q-YAG的倍频光泵浦Rh·6G染料,用调谐的染料激光束(562—598nm)与YAG的倍频光束在B-BaB2O4(BBO)晶体中和频,获得的连续可调谐范围是271-281.5nm,和频输出能量大子200μJ,最高转换效率为5%.我们用陈创天等人和K.Kato所给BB0晶体的Sellmetier方程计算了和频调谐曲线,它们之间的相位匹配角大约有一度之差.实验曲线与两条理论曲线都有不同程度的偏差.但是,与K.Kato的理论曲线更为接近.我们还讨论了BBO晶体的长度对输出能量的影响,并解释了产生这种影响的原因。     

液晶双折射实验

本文介绍一种晶体旋转干涉法测试液晶双折射的实验方法。     

摩擦基板间液晶薄层的分子场理论

提出一种新的表面作用势用于描写摩擦基板对液晶分子的作用.通过分子场理论研究摩擦基板间的液晶薄层,基板作用使液晶分子沿面平行排列.采用Lebwohl Lasher模型,将分子质心固定在简单立方晶格的格点上.对20个分子层构成的液晶薄层进行了数值计算.存在3种分子优先取向方向不同的状态,优先取向方向沿摩擦方向的状态具有最低自由能,并考虑了基板作用引起的双轴对称性.     

TiO2表面氧空位对NO分子吸附的作用

采用程序升温热脱附(TPD)实验方法测定了NO在TiO2表面吸附后的脱附谱，利用分子轨道理论研究了TiO2吸附NO的原子簇模型及吸附前后的原子簇能级变化．结果表明，NO在TiO2表面吸附后可在两个峰值温度450和980K脱附出N2．TiO2表面经预覆氧处理后，N2的脱附量降低．吸附时NO中的O能够占据TiO2表面氧空位并与N脱离，而N原子则相互结合成为N2脱附．分子轨道理论计算证明在TiO2(110)表面能够存在氧空位并具备吸附NO的结构条件．     

液晶指向矢分布的模拟和比较研究

用差分迭代法计算了扭曲、超扭曲以及混合排列丝状液晶在电场中指向矢的空间分布,与牛顿法和张弛法的计算作了比较;并应用于液晶电光特性的模拟计算 关键词： 液晶 指向矢 差分迭代