LiYF_4∶Nd~(3+)离子紫外吸收光谱谱带的归属

主要从理论上分析了LiYF4 ∶Nd晶体中Nd3+离子的 4f3→ 4f2 5d跃迁光谱 ,提出了 4f2 5d组态谱项的组合方案 ,从而可以标记 4f2 5d组态的各个能级。据跃迁选律 ,说明了Nd3+离子的基态向 4f2 5d组态的跃迁。理论分析与实验结果符合很好。     

LiYF4：Ce^3＋晶体的电子结构和f→d电子跃迁谱

利用相对论从头目恰计算DV—Xa(离散变化Xa)程序计算LiYF4：Ce^3 晶体的电子结构和f→d电子跃迁谱。分别用镶嵌于微晶(含1938个原子)中的团簇Y5Li8F24和CeY4Li8F24模拟基质和掺杂晶体。基态计算表明Y-4p和Ce-5d共同组成了导带，Ce^3 的最低5d能级Ed在BCB(导带底部)附近，而其最低4f能级较BCB低2．5eV。即使对低于BCB的能级Ed，其波函还含有24％的Y-4p和9％的F-2p。这可能就是文献[3]采用纯5d波函数进行晶场拟合不十分成功的原因。而关于f→d跃迁，本文采用过渡态(使单电子跃迁的初末态各占据一半电子)计算去获得各4f→5d跃迁能Efd。Ce^3 的离子半径比Y^3 的大。作为晶格畸变的近拟模拟，让最近邻和次近邻的8个氟离子同时沿径向向外移动，结果发现：向外畸变4．56％的CeY4Li8F24团簇有最低的总能，且由此算出与实验十分符合的5个Efd能级，但是其基态计算的能级Ed比BCB高0．68eV；对于另外一个畸变7．36％的团簇，虽其Ed比BCB低0．43eV，使仅观测到最低f→d带的精细结构(包括零声子线)的实验较易理解，但其计算的各Efd能量分裂不如前者。因此，畸变应在4．56％-7．36％左右。     

La2CaBl0O19：Ce3＋在VUV-Vis范围的发光性质研究

通过研究La2CaB10O19:Ce3 在VUV-Vis范围的光谱，发现Ce3 在La2CaBl0O19中共有两种格位．分别取代了十配位的La3 和八配位的Ca2 ．从而发射光谱中没有出现特征的双峰。而出现了峰值约位于307．330和356nm的3个发射峰．由于在低对称性晶体场中d轨道的分裂．激发光谱中位于194，224,243,260,274和318nm的峰是由两个格位的Ce3 的f-d跃迁引起的．Ce^3 占据两个格位．可以通过以Eu3 为荧光探针的发射光谱中出现的两个5Do-7Fo跃迁得到验证．峰值位于162nm的激发谱带是基质吸收带．与基质禁带宽度相对应．通过计算．不排除其中包含O2-→Ce3 的电荷迁移带的可能性．     

KMgF3：Eu和KMgF3：Eu—Ce单晶体中Eu^2＋与Ce^3＋的格位取代和能量传递

在77K测定了两个晶体的高分辨发射光谱，讨论了单掺杂Eu^2 和双掺杂Eu^2 及Ce^3 的KMgF3中的格位取代问题。在KMgFE:Eu-Ce中观察到了Eu^2 的^6P5/2能级到Ce^3 的4f5d能级间的间接能量传递，讨论了能量传递机理。     

稀土离子4fn-15d组态的配位场理论

基于配位场理论方法,以4f15d1组态为例,阐明了稀土离子4fn-15d组态的谱项、支谱项及其相应的波函数和能量的研究方案;推导出4fn-15d组态在S4点群对称晶体场作用下的配位场势函数和光谱跃迁选律;得出一些有关4fn-15d组态的能级能量的定性结论。     

LiYF4晶体中Ho3+离子真空紫外吸收光谱的理论解析

运用配位场理论方法获得了Ho3+离子低自旋4f95d组态的谱项和J-光谱多重态,根据电偶极跃迁选律合理地解析了LiYF4晶体中Ho3+离子在真空紫外区(120～160 nm)的吸收光谱,4个主要的吸收峰分别被归属为从基态(5I8)到Ho3+离子的低自旋4f95d组态的自旋允许跃迁。     

掺三价铈离子四偏磷酸盐NaLn(PO3)4 (Ln=La, Gd)的真空紫外光谱研究

用高温固相法合成了NaLn（PO3）4：1．0％（原子分数）Ce^3＋（Ln=La,Gd）两种粉末发光材料,在合肥国家同步辐射实验室（NSRL）测得两种样品中Ce^3＋的真空紫外光谱。根据真空紫外光谱图,得到了两种稀土偏磷酸盐中所掺Ce^3＋离子5d轨道的能级分裂图。结合NaLa（PO3）4和NaGd（PO3）4的单晶结构数据,发现随着Ln-O平均键长的减小,Ce^3＋离子5d轨道的晶场劈裂（εcfs）、重心位移（εc）和总的红移（total redshilt,D）均增大。根据配体极化模型,计算了两种化合物中掺杂Ce^3＋离子的有效平均键长（Reff）和光谱极化率（αsp）,发现随着平均键长Rav（Ln—O）变短,Ce^3＋离子的光谱极化率（αsp）也随之减小。     

晶体中Pr3+离子4f5d吸收和发射光谱的理论解析

运用配位场理论方法获得了Pr3+离子4f15d1组态的光谱项和光谱支项,根据电偶极跃迁选律合理地解析了CaF2和Cs2NaYCl6晶体中Pr3+离子的真空紫外跃迁光谱,2个主要谱峰被归属为Pr3+离子的基态与4f15d1组态3 H4和3 G3之间的跃迁,这对于研究稀土离子的真空紫外光谱具有一定的理论指导作用.     

4fN-15d组态自旋允许与禁戒跃迁能级的研究

通过稀土光谱理论，计算了三价稀土离子的4f^N-15d组态能级的f与d电子间的库仑相互作用，结果表明对于重稀土元素，其自旋允许跃迁能级位置高于自旋禁戒跃迁能级位置，并且两种能级间的能级差随f电子数的增加而依次减小。对于轻稀土元素,则自旋禁戒跃迁能级位置高于自旋允许跃迁能级位置。结果很好地解释了自旋禁戒跃迁能级的光谱现象。     

La2CaB10O19∶Ce3+在VUV-Vis范围的发光性质研究

通过研究La2CaB10O19∶Ce3+在VUV-Vis范围的光谱, 发现Ce3+在La2CaB10O19中共有两种格位, 分别取代了十配位的La3+和八配位的Ca2+, 从而发射光谱中没有出现特征的双峰, 而出现了峰值约位于307, 330和356 nm的3个发射峰.由于在低对称性晶体场中d轨道的分裂, 激发光谱中位于194, 224, 243, 260, 274和318 nm的峰是由两个格位的Ce3+的f-d跃迁引起的.Ce3+占据两个格位, 可以通过以Eu3+为荧光探针的发射光谱中出现的两个5D0-7F0跃迁得到验证.峰值位于162 nm的激发谱带是基质吸收带, 与基质禁带宽度相对应.通过计算, 不排除其中包含O2-→Ce3+的电荷迁移带的可能性.     

CuCl2催化（2-甲基辛烷-2，3-二烯-4-基）磷酸乙酯氯代环化反应机理理论研究

采用密度泛函理论（DFT）中的B3LYP方法对CuCl2催化的（2-甲基辛烷-2,3-二烯-4-基）磷酸乙酯氯代环化反应机理进行了理论研究．在6-31＋G（d）基组水平上对反应机理中所有反应物、过渡态、中间体和产物进行了优化,通过能量和振动频率分析以及IRC计算证实了中间体和过渡态的合理性．在相同基组水平上应用自然键轨道（NBO）理论和分子中的原子（AIM）理论分析了复合物的成键特征和轨道间相互作用．反应物R和催化剂CuCl2可通过IA和IB两条可行反应通道生成中间体IM9,控制步骤活化能分别是129．61和142．10kJ／m01．中间体IM9到产物P也有两条反应路径PA和PB,控制步骤活化能分别是179．55和9．83kJ／m01．整个反应机理中IA—PB和IB—PB反应通道可能同时发生,反应控制步骤活化能最低反应通道为IA→PB．     

H2CCF自由基与HNCO反应机理的理论研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法, 在6-311＋＋G(d,p)基组水平上研究了H₂CCF自由基与HNCO的微观反应机理, 优化了反应过程中的反应物、中间体、过渡态和产物, 为了获得更精确的能量信息, 还在QCISD(T)/6-311＋＋G(d,p)基组水平上计算了各物质的能量．振动分析结果和IRC分析结果证实了中间体和过渡态的真实性, 计算所得的成键临界点电荷密度的变化也确认了反应过程．对于H₂CCF自由基与HNCO反应, 我们找到了六条可行的反应通道, 结果分析表明通道H₂CCF＋HNCO→IM3→TS5→H₂CCFH＋NCO控制步骤活化能最低, 是该反应的主要通道, 在此反应过程中有稳定的氢键复合物IM3生成, 还表现出氢原子迁移的反应特征．     

Ti^＋离子和C2H4分子自旋禁阻反应中C—H键活化机理的理论研究

用密度泛函B3LYP方法,研究了二重态和四重态势能面自旋禁阻反应Ti^＋（^4F,3d^24s^1）＋C2H4→TiC2H2^＋（^2A2）＋H2的微观机理．通过自旋．轨道耦合的计算讨论了势能面交叉点和可能的自旋翻转过程．中间体IM1-^4B2处,四重态和二重态间的旋-轨耦合值为59．3cm^-1．自旋多重度必将发生变化,从四重态系间穿越到二重态势能面形成共价型复合物IM1-^2A1,同时导致四重态势能面的势垒明显降低．到插入中间体IM2后,二重态势能面上有两条不同的反应路径,即分步和协同路径,后者在二重态势能面上得到放热产物TiC2H2^＋（^2A2）＋H2具有较低的活化势垒,4．52kcal／mol,其主反应路径为：Ti^＋＋C2H4→^4IC→IM1—^4B2→4.2ISC→IM1—^2A1→[^2TSins]→IM2-^2A”→[^2TSMCTS]→IM5→TiC2H2^＋（^2A2）＋H2．     

First Principles Study of Ca3Sc2Si3O12:Ce3+ Phosphors

Charge compensation plays a very important role in modifying the local atomic structure and moreover the spectroscopic property of an isolated luminescent center, and so has been widely adopted in phosphor designs. In this work, we carry out first principles calculations on various cases of Ce³⁺ centers in Ca₃Sc₂Si₃O₁₂ by considering the effects of the charge compensations related to N^3-, Sc³⁺, Mn²⁺, Mg²⁺, and Na⁺. Firstly, the local structures around Ce³⁺ are optimized by using density functional theory calculations with supercell model. The 4f→5d transition energies of Ce³⁺ are then obtained from the CASSCF/CASPT2/RASSI-SO calculations performed on Ce³⁺-centered embedded clusters. The calculated energies support the previous assignments of the experimental spectra. Especially, a previously unclear peak is identified to be caused by Sc³⁺ substituting Si⁴⁺. The results show that the first principles calculations can be used as an effective tool for predicting and interpreting spectroscopic properties of the phosphors.     

SiH2自由基与HNCO反应机理的理论研究

采用密度泛函理论B3LYP方法研究了SiH₂自由基与HNCO的反应机理, 并在B3LYP/6-311＋＋G**水平上对反应物、中间体、过渡态进行了全几何参数优化, 通过频率分析和内禀反应坐标(IRC)确定了中间体和过渡态. 为了得到更精确的能量值, 又用QCISD(T)/6-311＋＋G**方法计算了在B3LYP/6-311＋＋G**水平优化后的各个驻点的相对能量. 计算结果表明SiH₂自由基与HNCO的反应有五条反应通道, 其中顺式反应通道SiH₂＋HNCO→IM3→ TS4→IM5→TS5→IM6→SiH₂NH＋CO反应能垒最低, 为主反应通道.     

胸腺嘧啶-BH3构型与性质的DFT和MP2研究

Geometries and combination energies are predicated at B3LYP / 6-31G（d）and MP2 / 6-31G（d）level for thymine-BH3 complexes and 5 geometries have been obtained. Then single point energy calculations using larger basis sets（6-311 + G（2df）and aug-cc-pVDZ）and vibrational analysis and natural bond orbital analysis are carried out on the 5 optimized conformers. The outcome indicates that the conformers with the boron atom combined with O directly are relatively stable ones,（a）and（b）,with the combination energies of 90. 4 and 88. 0 kJ / mol （B3LYP / 6-31G（d）,BSSE corrected）. The fact is that the nitrogen atom offers electron to the empty atomic orbital of boron which produces the conformers（c）and（d）. Only one conformer is found which is formed because two carbon atoms offer π electron to the empty orbital of boron. The charge transference exists in all the conformers. The combination energies have a good line relation with their charge transference. The calculated results show that when the complex forms their IR spectrum moved to the red side and the frequency shifts are relative to the stabilities of the complexes.     

同步辐射光电了能谱研究在团簇存金红石相TiO2-（1×1）表面的生长和稳定性

利用同步辐射高分辨光电子能谱研究了金团簇在部分还原TiO2-（1×1）表面的生长和稳定性．价带谱实验结果观察到非常少量金团簇的沉积导致了Ti^3＋的3d峰完全消失,表明金团簇成核在TiO2-（1×1）表面的氧缺陷位．Au4f芯电子光电子能谱实验结果证明了TiO2-（1×1）表面氧缺陷位向金团簇转移电荷．还对比研究了化学剂量比和部分还原的TiO2-（1×1）表面上金团簇的热稳定性．当金团簇尺寸相近时部分还原的TiO2-（1×1）表面上金团簇要比化学剂量比的TiO2-（1×1）面上金团簇稳定;在相同的表面上尺寸大的金团簇要比尺寸小的金团簇稳定．     

三种席夫碱-Ni(Ⅱ)配合物的电子结构和吸收光谱的理论计算

采用B3LYP/6-31+G(d)-LANL2DZ方法优化了三种Ni(Ⅱ)的席夫碱配合物基态的几何构型,并在相同水平下进行了频率分析以确认稳定点的性质;利用含时密度泛函理论和极化连续介质模型(PCM),按TDB3LYP/6-31+G(d)-LANL2DZ水平计算了目标配合物在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中的电子结构和吸收光谱.计算结果表明,配体中间位甲氧基的存在使配合物A具有较大的HOMO-LUMO能级差;且三种Ni(Ⅱ)配合物的S0→S1态的跃迁能按照A→B→C的顺序依次降低.     

手性配合物[M(bipy)_3]~(2+)(M=Fe,Ru,Os)圆二色谱的理论解析

应用密度泛函理论,在DFT/B3LYP/LanL2DZ水平上优化了铁族配合物[M(bipy)3]2+(M=Fe,Ru,Os;bipy=2,2′-联吡啶)在溶液中的基态几何结构,并用TDDFT/B3LYP方法和相同的基组计算了该类配合物的激发能、旋转强度和振子强度,绘制了相应的圆二色谱.计算的谱带位置虽有一定的红移或蓝移,但各谱带的带形和符号均与实验谱吻合.对跃迁性质的分析表明,三个配合物在长波区,除[Fe(bipy)3]2+的第一个谱带是以d-d跃迁为主外,其他谱带均是荷移跃迁为主.短波区的两个强带则是以π-π*跃迁为主的激子耦合带:对于铁配合物,TDDFT可以正确预言其正负带的强度比,但对钌和锇配合物而言,由于对激子跃迁中荷移成份的贡献估计不足,计算的比值偏小.这一结论为进一步改进有关的计算模型指明了方向.