一氧化硅电致激发光谱理论研究

采用含时密度泛函(Time-dependent density functional theory)TDDFT/6-311++g(d,p)方法研究了一氧化硅分子能量最低的10个单重激发态的激发波长和跃迁振子强度等激发光谱参数.同时利用原子与分子物理相关理论分析了外电场对一氧化硅分子激发光谱的影响规律.得到的结论是,随外电场强度增强,一氧化硅分子激发态跃迁光谱向可见光区域发生红移.该结果为通过外电场调制材料发光特性提供了理论支持.     

4氢-吡喃-4-硫酮~1(n→π*),~1A_g~-(π→π*)和~1B_u~+(π→π*)等的激发态特征(英文)

理论上4氢-吡喃-4-硫酮的激发态特征用量子化学方法以及二维实空间分析法和三维立体实空间分析法加以研究.理论上的结果揭示^1（n→π^＊）和^1Ag^-（π→π^＊）激发态是分子内电荷转移（ICT）激发态,而^1Bu^＋（π→π^＊）激发态是离域激发态.它们的跃迁偶极矩的强度和方向用三维密度跃迁（TD）加以解释,用三维电荷密度差（CDD）观察分子间电荷转移（ICT）的激发态特征或局部激发态特征.用二维实空间分析法研究电子-空穴相关性,离域化和激子的尺寸.     

含芴酮的低聚物的激发态特征研究

采用量子化学计算方法和跃迁密度及电荷差分密度分析方法对含芴酮的低聚物激发态性质进行理论研究。计算得到的跃迁能和振子强度与实验数据一致。跃迁密度分析显示跃迁偶极矩的大小和方向,电荷差分密度分析揭示了分子间电荷转移的方向和结果。研究表明含芴酮的低聚物在光诱导下产生的第一激发态为分子内电荷转移激发态,而第五激发态为局域激发态。跃迁密度矩阵分析和电荷差分密度的理论分析结果易于理解含芴酮低聚物的激发态特性。     

含芴酮的低聚物的激发态特征研究

采用量子化学计算方法和跃迁密度及电荷差分密度分析方法对含芴酮的低聚物激发态性质进行理论研究。计算得到的跃迁能和振子强度与实验数据一致。跃迁密度分析显示跃迁偶极矩的大小和方向,电荷差分密度分析揭示了分子间电荷转移的方向和结果。研究表明含芴酮的低聚物在光诱导下产生的第一激发态为分子内电荷转移激发态,而第五激发态为局域激发态。跃迁密度矩阵分析和电荷差分密度的理论分析结果易于理解含芴酮低聚物的激发态特性。     

甲烷在外场作用下的光激发特性研究

采用密度泛函B3LYP和组态相互作用方法在6-311++G^**水平上计算了甲烷从基 态到前六个激发态的跃迁波长，振子强度，自发辐射系数A_n0和吸收系数B _0n（ n=1—6）.同时研究了外电场对甲烷分子的激发态的影响规律.结果表明，随外电场强度增大 ，系统总能量变化较小，同时最高占据轨道HOMO与最低空轨道LUMO的能隙gaps变小，费米能 级Fermi levels略有下降.甲烷基态（X～^lＡ_l）在外场作用下，易 于向高激发态产生跃迁. 关键词： 4')" href="#">CH₄ 激发态 外电场     

基于多参考组态方法研究MgI分子激发态的光谱

利用Davidson修正的内收缩多参考组态相互作用（ic-MRCI+Q）方法,结合相关一致全电子基aug-cc-pwCV5Z+DK作为Mg原子和相对论有效芯赝势基（aug-cc-pV5Z-PP）为I原子的计算基组,优化计算MgI分子5个低激发束缚电子态的势能曲线和偶极矩,计算中同时引入核价电子相关和相对论效应修正势能曲线.利用LEVEL8.0程序拟合修正的势能曲线,得到光谱常数、振动能级和分子常数等光谱性质,结果与近来的部分理论计算或实验值吻合得较好,提供了更多激发态的光谱性质.为进一步研究MgI分子高激发态的光谱和跃迁特性提供理论支持.     

基于密度泛函理论的肾上腺素分子的光谱分析

肾上腺素是一种神经和激素的传送体,研究肾上腺素分子的光谱和能级有助于了解其化学稳定性和药理作用。基于密度泛函理论（DFT）,利用Gaussian 09软件在B3LYP/6-311G（d,p）基组水平上对肾上腺素分子进行结构优化,采用含时密度泛函理论（TD-DFT）的PBE方法在def2tzvp基组水平上计算肾上腺素分子在气相中的前20个激发态,利用Multiwfn3.7（dev）软件绘制出其紫外光谱图并对激发性质进行分析。肾上腺素分子紫外光谱对应的主要跃迁是从基态分别到第1,2,4,8,15和16激发态的跃迁,其他的激发态的振子强度低于阈值0.03。理论计算得出肾上腺素的紫外光谱有两个吸收峰,分别位于206.23和273.92 nm,206.23 nm峰主要由基态跃迁到第16激发态形成,273.92 nm峰主要是基态跃迁到第2、4激发态形成,主要是由苯环上π→π*跃迁所产生,并与实验光谱吻合较好。对肾上腺素分子的激发态性质分析可知,上述吸收峰都是在最高占据轨道和最低空轨道的临近轨道跃迁产生的。利用密度泛函的PBE方法在6-311G（d, p）的基组水平上计算肾上腺素分子频率并绘制红外光谱,由振动分析可知,3 738和3 662 cm-1峰是由酚羟基O-H伸缩振动产生的特征吸收峰,3 715 cm-1峰是由醇羟基O-H伸缩振动产生的特征吸收峰,2 854 cm-1峰是由甲基的C18-H20键的伸缩振动产生的特征吸收峰,1 516和1 439 cm-1峰是苯环骨架的伸缩振动的特征吸收峰,1 279与1 057 cm-1峰分别是由C6-O10和C12-O23键伸缩振动产生的特征吸收峰,620 cm-1峰是N22-H17键摇摆振动的特征吸收峰。对比肾上腺素的实验红外光谱,发现理论光谱与实验光谱中各基团的特征吸收峰都较为明显且总体吻合较好。由于肾上腺素分子二聚体和多聚体之间形成氢键,分子间氢键的形成削弱了O-H键的强度,降低了能形成分子间氢键的羟基O-H的伸缩振动频率,从而导致实验光谱在3 500～2 500 cm-1之间呈现出一个宽峰。     

外电场作用下二氧化硅分子的光激发特性研究

采用密度泛函B3P86和组态相互作用方法在6-311G**基组水平上计算了二氧化硅分子从基态到前5个激发态的跃迁波长、振子强度、自发辐射系数A_n0和吸收系数B_0n（n=1—5）.研究了外电场对二氧化硅分子激发态的影响规律. 结果表明,随外电场强度增大,最高占据轨道与最低空轨道能隙变小,占据轨道的电子易于激发至空轨道. 因而在外场作用下分子易于激发. 关键词： 2')" href="#">SiO₂ 激发态 外电场     

精确研究NbN分子d~1∑~+—b~1∑~+电子态跃迁的P线系发射光谱

本文利用最近建立的能精确求解双原子分子P线系发射光谱的物理新公式,研究了NbN分子从电子态d~1∑~+向b~1∑~+电子态跃迁中(1,1)跃迁带的P支发射光谱.获得的计算结果不仅很好地重现了已知低转动态的实验谱线数据,同时也预言了该跃迁带包含转动量子数J=80在内的高振转激发态的精确P线系发射光谱.该方法在理论上为实验技术难以精确测量的双原子分子体系提供了一种获得精确的高激发态谱线数据的物理新方法.从而可以为那些需要NbN分子高激发态跃迁谱线的研究工作提供必要的数据.     

VO分子2^Δ3/2-1^2Δ3/2电子跃迁P线系发射谱线的研究

本文利用孙卫国课题组建立的能精确计算（预言）某双原子分子电子态P线系发射谱线的物理新公式, 首次研究了VO分子从电子态^2Δ3/2跃迁到电子态1^2Δ3/2的（0, 0）跃迁带中的P线系发射谱线. 获得的研究结果不仅重复了实验上已知的低转动态谱线数据,而且还正确预言了该跃迁带在 实验上难以精确测量的转动量子数J=80.5以内的高振转激发态的P线系发射光谱. 为研究VO分子内部结构提供了重要的物理信息.     

外电场作用下SF_6分子结构与红外光谱

采用密度泛函LSDA方法,在6-311++g(3df,3pd)基组水平上研究了不同外电场下SF_6分子的几何结构、偶极矩、能级分布和红外光谱的变化规律,并利用杂化CIS方法研究了SF_6分子的前9个激发态的激发能、波长和振子强度随外电场的变化情况.结果表明:X轴向上的1S-6F键长受到外场影响最大,随着外电场的增加可能最先趋于断裂;偶极矩随外场的增加而增大,分子总能量随外场的增加而减小;LUMO能级较HOMO能级受外电场影响大,能隙随外场增大而减小;红外光谱吸收峰随外场增大而分开,同时部分原本不具有红外活性的振动模式变成了具有一定的红外活性;激发波长、振子强度、激发能也受外电场影响,但随电场变化比较复杂.     

外电场作用下SF6分子结构与红外光谱

采用密度泛函LSDA方法,在6-311++g(3df,3pd)基组水平上研究了不同外电场下SF6分子的几何结构、偶极矩、能级分布和红外光谱的变化规律,并利用杂化CIS方法研究了SF6分子的前9个激发态的激发能、波长和振子强度随外电场的变化情况。结果表明：X轴向上的1S-6F键长受到外场影响最大,随着外电场的增加可能最先趋于断裂;偶极矩随外场的增加而增大,分子总能量随外场的增加而减小;LUMO能级较HOMO能级受外电场影响大,能隙随外场增大而减小;红外光谱吸收峰随外场增大而分开,同时部分原本不具有红外活性的振动模式变成了具有一定的红外活性;激发波长、振子强度、激发能也受外电场影响,但随电场变化比较复杂。     

ZnSe在外电场下的基态性质和激发特性研究

以LANL2DZ为基组, 采用Hartree-Fock(HF)方法研究了不同外电场(-0.025–0.040 a.u.)对ZnSe分子的基态几何结构、电荷分布、能量、电偶极矩、最高占据轨道(HOMO)能级、最低空轨道(LUMO)能级、能隙、红外光谱特性的影响; 继而采用含时的TD-HF方法研究了ZnSe分子在外电场下前9 个激发态的吸收谱、激发能、振子强度等激发特性. 研究结果表明: 当电场从-0.025 a.u.变化到0.04 a.u. 时, 键长先减小后增加; 分子偶极矩先由正减小到0, 然后又反向增加; 体系总能量一直减小; 谐振频率先增加后减小, 红外光谱强度先减小后又增加. ZnSe分子的LUMO能级一直增加, HOMO能级先增加后又减小, 变化趋势较小, 而能隙一直增大. 外电场对ZnSe分子的激发特性影响较大, 当电场从-0.025 a.u.变化到0.04 a.u.时, 激发能增加, 相应的激发波长减小; 对应的振子强度也受到很大影响, 原来振子强度最强的激发态变得很弱, 而原来振子强度很弱的激发态变得最强. 因此, 可以通过改变电场来控制ZnSe的激发特性.     

外电场下二氧化锆的分子结构及其特性

对O原子采用6-311++G*基组,Zr原子采用aug-cc-pVTZ-PP基组,利用密度泛函(B3P86)方法优化得到了ZrO2分子的稳定构型,并研究了不同外电场(0—0.025 a.u.)作用下ZrO2基态分子键长、能量、电荷分布、偶极矩和能级的变化规律.在优化构型的基础上,利用含时密度泛函(TD-B3P86)方法研究了ZrO2分子在外电场作用下前6个激发态的激发能、跃迁波长和振子强度的激发特性.研究结果表明:随着电场强度的增大,Zr—2O的键长增大,而Zr—3O的键长均匀减少,总能量降低,偶极矩增大;最高占据轨道能量基本保持不变,最低未占据轨道和能隙均减小.电场的增大使得激发能减小,各个激发态跃迁波长均发生不同程度的红移现象,因而,利用外电场可以控制ZrO2的发光光谱范围在可见-红外区域扩展.     

SiN分子外电场情况下的发光特性

为全面分析外电场对分子发光特性的影响, 本文采用密度泛函B3P86方法6-31g(d)基组, 对SiN分子进行了基态结构的优化, 进而使用含时密度泛函方法(time dependent density functional theory, TDDFT), 计算了不同方向及大小的外电场情况下SiN分子的吸收谱、激发能、振子强度、跃迁偶极矩. 通过比较发现外电场对该分子的激发能、吸收谱、跃迁振子强度及跃迁偶极矩影响都比较明显, 说明了电场对SiN分子的激发特性影响比较复杂, 特别是在加场前后分子均有在可见光区波段的吸收谱, 这对研究分子的发光很有意义.同时对该分子所发可见光谱的产生机理进行了分析, 并与已有实验结果进行比较.     

外电场下TCNQ的激发与光谱性质研究

采用密度泛函B3PLY方法优化了不同外电场下TCNQ分子的基态稳定构型、电偶极矩和分子的总能量，并且分析了TCNQ分子的HOMO-2到LUMO+2轨道的能量变化。然后利用杂化CIS-DFT方法在同样的基组下计算了外电场下TCNQ分子的前9个激发态的激发能、波长和振子强度，结果表明在没有外电场的情况下，TCNQ分子只有一个激发态能够激发，从基态跃迁到第1激发态。在有外电场的作用下，总能量随外电场的增加而逐渐减少，偶极矩随外电场的增加而不断增加。其前线轨道的能量也随外电场的增加不断减少，轨道分布也受外电场很大的影响。另外，外电场对TCNQ分子的激发波长也产生了一定影响。     

外电场下TCNQ的激发与光谱性质研究

采用密度泛函B3PLY方法优化了不同外电场下TCNQ分子的基态稳定构型、电偶极矩和分子的总能量,并且分析了TCNQ分子的HOMO-2到LUMO+2轨道的能量变化。然后利用杂化CIS-DFT方法在同样的基组下计算了外电场下TCNQ分子的前9个激发态的激发能、波长和振子强度,结果表明在没有外电场的情况下,TCNQ分子只有一个激发态能够激发,从基态跃迁到第1激发态。在有外电场的作用下,总能量随外电场的增加而逐渐减少,偶极矩随外电场的增加而不断增加。其前线轨道的能量也随外电场的增加不断减少,轨道分布也受外电场很大的影响。另外,外电场对TCNQ分子的激发波长也产生了一定影响。     

外电场下2,2’,5,5’-四氯联苯的分子结构与电子光谱

多氯联苯(PCBs)是难降解有机污染物, 2, 2’, 5, 5’-四氯联苯(PCB52)是PCBs的一种, 研究通过对PCB52分子加外电场的方法来降解该物质. 采用密度泛函B3LYP方法在6-311+g(d)基组水平上优化并计算了不同外电场(-0.04–0.04 a.u.)作用下PCB52的基态分子结构参数、分子总能量、电偶极矩和电荷分布. 然后利用含时密度泛函方法研究了PCB52分子在外电场下的前六个激发态的波长、激发能量和振子强度的影响. 结果表明: 随着外电场的增加, 1C–21Cl和14C–20Cl键的键长增大; PCB52的两个苯环在外加电场下, 二面角增大, 分子毒性减弱; PCB52分子能隙减小, 导致分子更容易受激发而跃迁到激发态发生还原脱氯反应. 外电场的增大, 激发态的激发能在迅速减小, 吸收波长也迅速红移, 振子强度不再为零. 表明电场作用下, 分子易于激发和解离. 关键词： 2,2’,5,5’-四氯联苯 电场 基态 激发特性     

外电场作用下TiO光激发特性研究

利用密度泛函BLYP方法优化得到了TiO分子的稳定构型,并计算了TiO分子基态在外场作用下前线轨道变化情况,然后利用杂化组态相互作用CIS-DFT方法,比较了TiO分子在外电场下的激发特性.结果表明,在一定的电场范围内,随着电场的增大,α轨道的最高占据轨道与最低空轨道能隙逐渐变小,β轨道能隙逐渐变大,同时可跃迁的低激发态跃迁波长随电场的增大而变长,高激发态波长变化相对复杂,且基态跃迁至激发态的耦合强度随外电场的增大而加强.