密度泛函理论计算内掺氢分子富勒烯H2@C60及其二聚体的几何结构和电子结构

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(generalized gradient approximation, 简称GGA),对内掺氢分子富勒烯H2@C60及其二聚体的几何结构和电子结构进行了计算研究.发现无论是在H2@C60单体,还是在其二聚体中,氢倾向以分子形式存在于碳笼中心处,且在室温下氢分子可以做自由旋转.电子结构分析表明,氢分子掺入到C60和C120中,仅对距离费米能级以下-8eV至-5eV能级处有一定的贡献,其他能级的分布和能隙几乎没有变化.     

C72,La2@C72几何结构和电子性质的计算研究

采用密度泛涵理论(density functional theory,DFT)中的广义梯度近似(generally gradient approximation,GGA)对富勒烯C72和内掺金属La富勒烯La2@C72三种同分异构体的几何结构和电子结构进行研究.发现在C72的三种同分异构体中,满足独立五边形规则(isolated-pentagon-rule,IPR)的C72(D6d)结构最为稳定;在La2@C72三种同分异构体中,有着两对两两相邻五元环(twofused-pentagon)的La2@C72(#10611)结构最为稳定,而满足IPR的La2@C72(D6d)的结构变成了最不稳定结构.从能级图和态密度图分析得知,笼子稳定性的变化与La原子的原子轨道与C72原子轨道之间的杂化有关.Mulliken电荷分析得知,La2@C72(#10611)的两个La原子共转移了约3个电子给C72,并且,它们几乎分布在整个C笼上,形成的电子结构为La23+@C3-72.净自旋分析得知,La2@C72(#10611)中La原子磁性完全淬灭.     

C60、C60F60及C60H60“分子滚珠”的压缩特性与电子结构

采用量子分子动力学技术,模拟了C60、C60F60与C60H60分子的压缩过程,计算了这些"分子滚珠"受压变形后的电子结构.根据计算结果,对比、分析了三种分子的压缩力学特性以及压缩变形对其电子结构的影响.研究表明,1)三种分子的抗压缩载荷与能量吸收能力有C60F60＞C60H60＞C60的排序,但抗变形能力相当;2)随着压缩变形的增大,三种分子的化学活性增加,但相同应变下,C60F60和C60H60分子有着比C60更好的化学稳定性.     

H20@C80F60结构稳定性和电子性质的密度泛函研究

采用密度泛函理论(density functional theory,DFT)方法中的广义梯度近似(generalized gradient approximation,GGA),对H20@C80F60结构稳定性和电子性质进行了计算研究.结果表明： H20@C80F60的反应热为236.73eV,大于H20@C80H60的反应热,同时它具有一个3.57eV的较大能隙,说明H20@C80F60具有良好的稳定性．电子结构分析表明：H20@C80F60的最低未占据轨道主要由H原子贡献,而最高占据轨道主要由C原子和F原子贡献,H20@C80F60得电子能力较H20@C80H60有了显著增强．此外,H20@C80F60与H20@C80H60类似,都为闭壳层结构,所有电子均配对,表现为非磁性．     

C60、C240、C60@C240富勒烯分子压缩特性的分子动力学研究

采用Tersoff-Brenner势的分子动力学方法,研究了双石墨层作用下C60、C240及C60@C240富勒烯分子的压缩力学特性.根据计算结果,讨论了三种分子压缩过程中几何构形、能量、压缩载荷等的变化及其差异.研究表明,压缩过程中,仅C240分子出现了“塌陷“现象,塌陷时,该分子的能量及外载一度下降;相同压缩应变下,C240的体积压缩率以及C60@C240的能量吸收率最大,而C60的体积压缩率及能量吸收率均最小; C60@C240分子的最大承载能力及C240的最大承受变形能力最大,而C60分子的最大承载和最大承受变形能力均最小;在C60@C240分子的压缩中,当应变小于20%时,内笼C60的体积及其能量变化很小;C60与C240之间的范德华尔能在整个压缩C60@C240分子的能量变化中仅仅占有非常小的份额.     

H20@C80F60结构稳定性和电子性质的密度泛函研究

采用密度泛函理论(density functional theory,DFT)方法中的广义梯度近似(generalized gradient approximation,GGA),对H20@C80F60结构稳定性和电子性质进行了计算研究.结果表明： H20@C80F60的反应热为236.73eV,大于H20@C80H60的反应热,同时它具有一个3.57eV的较大能隙,说明H20@C80F60具有良好的稳定性．电子结构分析表明：H20@C80F60的最低未占据轨道主要由H原子贡献,而最高占据轨道主要由C原子和F原子贡献,H20@C80F60得电子能力较H20@C80H60有了显著增强．此外,H20@C80F60与H20@C80H60类似,都为闭壳层结构,所有电子均配对,表现为非磁性．     

密度泛函理论计算内掺氢分子富勒烯H2＠C60及其二聚体的几何结构和电子结构

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(generalized gradient approximation,简称GGA),对内掺氢分子富勒烯H₂＠C₆₀及其二聚体的几何结构和电子结构进行了计算研究.发现无论是在H₂＠C₆₀单体,还是在其二聚体中,氢倾向以分子形式存在于碳笼中心处,且在室温下氢分子可以做自由旋转.电子结构分析表明,氢分子掺入到C₆₀和C₁₂₀中,仅对距离费米能级以下-8eV至-5eV能级处有一定的贡献,其他能级的分布和能隙几乎没有变化. 关键词： 几何结构 电子结构 密度泛函     

电场作用下C60富勒烯二聚体分子的几何构型与失效

采用分子力学与量子力学相结合的方法,模拟了电场作用下C60富勒烯二聚体(2C60)分子的几何构型与失效行为,讨论了三种不同方向外加电场对2C60分子几何变形、构型失效、电荷分布与极化偶极矩的影响,并与电场作用下C60富勒烯分子的几何变形与失效行为进行了对比.研究结果表明,2C60分子的几何变形与失效行为与外加电场的方向密切相关.当外加电场与2C60分子的桥接C-C键平行时,2C60分子很容易发生失效,且失效形式也十分独特.     

Au-Si_(60)-Au分子结电子输运性质的理论计算

运用密度泛函理论对Si60团簇的结构进行几何优化,得到基态结构是一个直径为1.131 nm,平均键长为0.239 nm,分子最低未占据轨道与最高占据轨道能量差即能隙值为0.72 eV,具有C1点群的空心笼状结构.然后把它与两半无限的Au(100)-4×4电极相连构成Au-Si60-Au三明治结构分子结点,运用密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法对其电子输运性质进行了第一性原理计算.当两电极的距离为1.74 nm时,分子结点的平衡电导为1.93G0(G0=2e2/h),然后在-2.0—2.0 V的电压范围内,计算了不同电压下的电导与电流,得到其I-V曲线成近线性关系,从分子前线轨道与透射谱分析了Si60分子的电子输运特性,讨论了电荷转移量与电导之间的关系.     

Rb掺杂C60单晶的相衍变和电子态

在C60单晶超高真空解理面上制备C60的Rb填隙化合物薄膜.用同步辐射光电子能谱研究了相衍变过程.观察到对应于固溶相、Rb1C60和Rb3C60的电子态密度分布.当数纳米厚Rb3C60薄膜在C60单晶(111)解理面形成后,室温条件下进一步沉积Rb至样品表面不产生fcc到bct或bcc结构相变.C60分子的大尺寸提供了表面填隙位置使得样品表面形成Rb4C60和Rb5C60吸附相.价带电子能谱结果表明这两种表面相为金属性.Rb 3d芯态电子能谱测量进一步证实了表面Rb4C60和Rb5C60吸附相的存在.     

The density functional calculations on the structural and electronic properties of the endohedral fullerene dimer (N2@C60)2

The generalised gradient approximation based on density functional theory is used to study the structural and electronic properties of the endohedral fullerene dimer (N 2 @C 60) 2.Four N atoms sit at the cage centres in the form of two N 2 molecules.The density of states and Mulliken charge analysis explore that the energy levels from-6 to-10 eV are mainly influenced by the N 2 molecules.     

Yb2.75C60价带光电子能谱

用角积分紫外光电子能谱技术测量了Yb_2.75C₆₀薄膜的价带电子态密度分布.相纯Yb_2.75C₆₀样品通过C1s芯态x射线电子谱峰的位移表征.结果表明Yb_2.75C₆₀是半导体，在费米能级处几乎没有电子态分布.Yb 6s电子态和C₆₀LUMO能带的杂化效应不可忽略，有部分Yb 6s电子分布在Yb-C₆₀杂化能带上. 关键词： 2.75C₆₀')" href="#">Yb_2.75C₆₀ 电子能谱 电子态密度     

Rb掺杂C60单晶的相衍变和电子态

在C₆₀单晶超高真空解理面上制备C₆₀的Rb填隙化合物薄膜.用同步辐射光电子能谱研究了相衍变过程.观察到对应于固溶相、Rb₁C₆₀和Rb₃C₆₀的电子态密度分布.当数纳米厚Rb₃C₆₀薄膜在C₆₀单晶（111）解理面形成后，室温条件下进一步沉积Rb至样品表面不产生fcc到bct或bcc结构相变.C_{60 关键词： 4}C₆₀和Rb₅C₆₀吸附相')" href="#">金属性Rb₄C₆₀和Rb₅C₆₀吸附相 60单晶')" href="#">C₆₀单晶 相衍变 同步辐射光电子能谱     

Exohedral chemical functionalization of C48B6N6 with NH3: Binding energies and electronic structures of C48B6N6–(NH3)n=1−6

Theoretical study of exohedral chemical functionalization of C₄₈B₆N₆ with NH₃ molecules has been investigated using DFT. It was found that NH₃ molecule can be chemically adsorbed on boron sites of C₄₈B₆N₆, with a charge transfer from NH₃ to C₄₈B₆N₆. Adsorption energy and the quantity of electron charge transfer from latest adsorbed ammonia to C₄₈B₆N₆ decreased with increasing in the adsorbed NH₃ molecules. Despite the strong adsorption energies, electronic properties of C₄₈B₆N₆ is preserved after modification(s) with NH₃ molecule(s) and chemical modification of C₄₈B₆N₆ with NH₃ molecules can be viewed as some kind of safe modification.     

C72,La2@C72几何结构和电子性质的计算研究

采用密度泛涵理论(density functional theory, DFT)中的广义梯度近似(generally gradient approximation, GGA)对富勒烯C₇₂和内掺金属La富勒烯La₂@C₇₂三种同分异构体的几何结构和电子结构进行研究.发现在C₇₂的三种同分异构体中，满足独立五边形规则(isolated-pentagon-rule，IPR)的C₇₂(D_{6d< 关键词： 72}')" href="#">C₇₂ 2@C₇₂')" href="#">La₂@C₇₂ 密度泛涵理论 几何结构 电子结构     

SiF$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;基态分子的结构与势能函数

运用Gaussian03软件包,采用密度泛函理论中的B3P86 方法,结合6-311++G^**（3df,3pd） 基组对基态SiF₂分子的平衡电子结构和谐振频率进行了优化计算,得到了其稳定结构为C_2v构型.SiF₂基态电子态为X¹A₁,平衡核间距R_Si—F=0.1061　nm,键角α_F—Si—F=100.6762°,离解能D_e=13.8　eV.应用多体项展式理论推导了基态SiF₂分子的解析势能函数,其等值势能图准确地再现了SiF₂分子的平衡构型特征和能量变化. 关键词： 2')" href="#">SiF₂ Murrell-Sorbie函数 多体项展式理论     

Sm富勒烯的芯态光电子能谱

用X射线光电子能谱研究了Sm掺杂的固态C₆₀相衍变和芯电子态.在Sm_xC₆₀中Sm的含量x小于0.5时，样品是固溶相；在x=0.5和x=2.75之间的掺杂阶段，样品是这两个相的混合.在x=2.75和x=6之间的高掺杂阶段未观察到相分离的X射线光电子能谱证据.Sm 4f, 4d的实验数据表明Sm的价态是+2.二价Sm 3d_5/2芯态谱线存在两个子峰. 关键词： 60的Sm填隙化合物')" href="#">C₆₀的Sm填隙化合物 相结构 电子态 X射线光电子能谱     

Dust acoustic wave oscillations in C60 molecule

In this letter, dispersion properties of low-frequency electrostatic waves in a C₆₀ molecule are investigated. It is assumed that C₆₀ molecule is charged due to the field emission, and hence the C₆₀ molecule can be regarded as charged dust spheres surrounded by degenerate electrons and ions. We obtain the dispersion relation for the low-frequency electrostatic oscillations in the C₆₀ molecule by using the quantum hydrodynamic model in conjunction with the Poisson equation.     

采用Lennard-Jones原子间势研究(C60)N分子团簇的结构演化行为

采用描述原子间相互作用的Lennard-Jones势来描述C₆₀分子间的相互作用,考虑了每个C₆₀分子的一定位置取向,并采用最速下降法计算了IH,fcc,hcp,DH及SC五种典型结构满壳层(C₆₀)_N团簇(N<2000)的能量.结果显示:当尺寸较小(N<20)时,IH结构最稳定;当尺寸处于中等(50<N<300)时,HCP结构最稳定;当尺寸较大(300<N 关键词： 60团簇')" href="#">C₆₀团簇 取向 最速下降法 结构演化     

B12N12纳米笼：潜在的二氧化氮检测传感器

利用密度泛函理论通过计算吸附能量、HOMO/LUMO能隙变化、电荷转移、结构扭曲等研究二氧化氮分子在B12N12纳米笼的吸附．此外,通过计算B₁₂N₁₂的电子结合能、Gibbs自由能、态密度和分子表面的静电势研究其稳定性和其它特性．B₁₂N₁₂纳米笼吸附二氧化氮显示三种构型．B₁₂N₁₂团簇的HOMO/LUMO能隙变化对二氧化氮分子的存在非常敏感,从自由团簇的6.84 eV降为NO₂/团簇稳定团簇的3.23 eV．团簇的导电性被极大地提高,表明B₁₂N₁₂纳米簇可能是潜在的二氧化氮气体分子检测传感器.