变温红外光谱研究表面双稳态液晶分子的相变过程

运用变温红外和样本-样本相关光谱对40～150 ℃温度区间内的表面双稳态液晶分子MHOCPOOB的相变过程中的分子构象、排布及相互作用的变化进行研究。结果表明：室温时,分子烷基链中同时存在Zigzag和Gauche两种构象。随温度升高,其中有序的Zigzag构象转化为无序的Gauche 构象,链的扭曲程度增加。刚性核部分,羰基与相邻的苯环形成共轭体系,苯环之间相互倾斜排列,在相变过程中羰基与苯环的共平面作用逐渐被打破,且在相变点苯环间的二面角明显增大。由于表面稳定化的作用,使得在液晶盒表面上的一层膜,其结构并不随温度、相结构的变化而变化,因而在液晶盒的光谱中观察到的相变点较少。通过二维光谱作者发现,在122 ℃时分子出现细微结构调整。     

癸胺盐酸盐晶体相变的拉曼光谱研究

在290—340K温度范围内,考察了标题化合物分子链的C—H和C—C伸缩振动等主要拉曼散射谱带频率和强度随温度的变化。结果表明,癸胺盐酸盐晶体在313K和321K发生两次结构相变。在低于313K时,分子链以完全有序的全反式构象存在;在313K以上时,分子链出现了旁式构象。高于321K时,随着旁式链构象的骤增,分子链的侧向填充有序度明显降低,链的“流动性”明显增强。     

高压下正戊醇的构象和氢键研究

压力是一个重要的物理参量,通过调节物质内部分子、原子间距离和相互作用力,可以引起物质结构和构象变化。正醇是一种最简单的羟基代替烷基链末端氢原子的有机物,通过氢键和烷基链之间的作用力结合在一起,被称为氢键液体。氢键的键能较小,在外部压力作用下,氢键容易被压缩而断裂或网络重排,从而导致晶体结构和对称性的改变,对材料的性能产生重要影响。正戊醇是一种短链正醇,结构虽然简单,却可以作为烷基链结构有机物的典型代表。然而,高压下正戊醇的性质研究较少,尤其压力作用下其构象变化和氢键研究尚未见报道,因此正戊醇高压研究有待进一步深入。拉曼光谱和红外光谱是高压研究中常用的谱学测量技术,能够原位探测压力作用下分子内部基团变化,是研究结构、构象和氢键作用的有效手段。基于此,利用金刚石对顶砧装置(DAC),结合拉曼光谱和红外光谱,在0~12.0 GPa压力范围对正戊醇进行了高压研究。实验结果分三部分讨论:(1)研究了压力作用下正戊醇的结构相变行为。压力在3.2 GPa时,拉曼特征峰变锐变窄,同时有特征峰劈裂和新特征峰出现的现象,说明在该压力点发生一次液固相转变。(2)揭示了正戊醇在高压下的构象变化。正戊醇存在两种构象:反式构象和扭曲构象。通过分析两种构象特征峰随压力的变化,发现正戊醇发生液固相转变的过程伴随有构象变化,液态时以扭曲构象为主,固态时以反式构象为主。(3)探究了高压对正戊醇氢键的影响。羟基的特征峰随压力的增加发生红移,说明在加压过程中氢键作用增强。伴随液固相变,羟基特征峰劈裂成多个峰,形成新的氢键网络或团簇,且随压力的增加氢键网络或团簇逐渐增大,说明氢键对压力非常敏感,且对正戊醇晶体结构的稳定起着促进作用。该研究不仅为正戊醇生产应用提供重要的指导作用,同时为其他同类或复杂分子体系的物理和化学特性研究提供参考。     

环丁醇温致相变的原位拉曼光谱研究

采用拉曼光谱和红外光谱解析了常温条件下环丁醇的各个振动模式及其与分子构象间的关联,结果表明液态环丁醇以赤道–反式构象为主,并含有少量的赤道间扭式构象。在此基础上结合差示扫描量热技术和变温拉曼光谱,原位研究了环丁醇的温致相变过程和分子构象随温度的变化。结果表明,冷却至140 K的过程中,环丁醇并未结晶固化,而是保持亚稳定的无序液体状态,即出现过冷现象,继续降温至138 K出现玻璃化转变。升温过程中,在170 K时出现放热峰,同时有新的拉曼峰出现,并且拉曼峰的半高宽和强度发生明显的突变,表明环丁醇由无序结构转变为有序的结晶相。因此,我们获得了环丁醇的温致相变序列： 液态→过冷液体→玻璃态→结晶态→液态。通过对环丁醇不同分子构象的拉曼特征峰的定量分析,证实环丁醇在降温过程中,反式构象和间扭式构象的比例未发生明显改变,即没有发生构象变化。然而升温时,伴随170 K时结晶态的转变,反式构象特征峰的相对强度减小,表明部分分子由赤道–反式构象转变为赤道–间扭式构象。该研究结果对进一步理解和研究其他有机小分子的温致相变和构象变化具有指导意义。     

结晶十六烷基三甲基溴化铵烷基链构象的红外光谱研究

在２９０－４００Ｋ的温度范围内用红外光谱法在分子水平上考察了结果十六烷基三甲溴化铵的分子链构象随温度的变化。结果表明：在３４３Ｋ以下分子烷基链主要以全反式构象相互平行排列，仅在链末端有少量ＴＧ式构象存在；当温度高于３４３Ｋ时，分子链中有ＧＴＧ＇式构象出现且链间相互作用开始减弱，但分子链轴仍保持相互平行排列；当温度高于３７３Ｋ时，ＴＧ和ＧＴＧ＇式构象数量显著增加，同时ＧＴＧ和ＧＧ式构象大量出现，烷基     

西佛碱型液晶化合物相变过程中分子排列方式变化的拉曼光谱研究

用变温拉曼光谱对相变过程的研究表明,液晶化合物的初始晶态与熔融后缓慢降温得到的晶态并不吻合,两个状态下分子尾链的构象及刚性核部分的构象不同导致分子的聚集状态不同。西佛碱型液晶化合物VO10相变过程中,在晶态到液晶态相转变过程中,烷氧基尾链链内构象发生突变,同时有序性降低,刚性核部分两个苯环之间的二面角在相变点时发生明显变化,二面角加大。     

N-十六烷基聚对苯二甲酰对苯二胺的红外光谱研究

以聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)和1-溴正十六烷为原料,利用N-烷基化方法合成了N-十六烷基聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTAC16),并采用DSC和FTIR方法进行了详细研究。DSC结果表明PPTAC16存在侧链结晶行为,但侧链结晶的完善程度低于正十六烷烃的结晶。红外光谱结果表明,烷基侧链结晶中亚甲基堆积的有序度低于正十六烷烃晶体,亚甲基的构象中存在相当数量的旁式构象。变温红外光谱结果表明随着温度的升高,亚甲基的伸缩振动谱带和变角振动谱带的峰位发生突变,说明侧链结晶的熔融;该结果与DSC测试结果一致。另外,伴随着十六烷基侧链结晶的熔融,PPTAC16的主链发生了一种不可逆的变化,且熔融后的烷基侧链所处的状态与液态十六烷烃存在差别。     

K3C60取向相变的同步辐射光电子谱研究

在190K,220K和300K3个不同温度下测量了K3C60单晶薄膜沿[111]方向发射的同步辐射角分辨光电子谱。样品温度为190K时,能够观察到导带有规律的色散,并且带结构与已报道的温度为150K时的结果基本一样。而在220K附近,导带的许多子峰消失,色散不再存在。这两个温度的实验结果与K3C60在200K存在取向相变相符合,并且可在反铁磁Ising模型基础上得到理解。这种模型的定量分析结果还首次对K3C60在200K的相变机理作出了解释,即相变是由低温下的一维无序取向结构转变为200K以上的双取向结构畴与无序分子（约占40%）的混合。室温光电子谱与低温下的结果显著不同,对应于C60分子取向在室温附近的动态无序。     

金属钨熔化过程的分子动力学模拟

本文使用分子动力学方法对金属钨的熔化过程进行了数值模拟,分析了钨在熔化过程中的结构、系统内能变化以及表面熔化过程固-液界面变化情况,初步分析了表面熔化现象的机理。模拟过程采用嵌入原子模型(EAM)描述原子间相互作用,模拟结果表明,嵌入原子模型适合于计算固-液相变过程,表面熔化过程是由表面处最外层原子的不稳定性触发的。对于均匀熔化过程,晶体在4700 K下发生固-液相变;对于表面熔化过程,计算获得了不同温度(3800～4800 K)下的熔化速度,拟合出熔化速度公式,得到的表面熔化热力学熔点与已有实验结果基本符合。     

TTF-TCNQ的Peierls相变研究

根据建立在电子-声子相互作用基础上的Peierls相变理论，利用形变势模型和半经验晶体轨道方法计算的能带结构数据，对一维有机导体TTF-TCNQ的Peierls相变温度进行了计算，结果表明,TTF链的相变温度低于TCNQ链的相变温度，从而说明前者的电子-声子耦合相互作用比后者要弱,TTF-TCNQ在54K的金属-绝缘体相变主要发生在TCNQ链上. 关键词： 一维有机导体 Peierls相变温度 电子-声子相互作用     

Pressure-induced melting of charge-order in the self-doped mott insulator yttrium nickelate

The stability under pressure of the charge-density-wave in the insulating phase of YNiO₃ was studied by infrared spectroscopy and synchrotron diffraction techniques up to 23 GPa. YNiO₃ undergoes a pressure induced insulator-to-metal transition at approximately 15 GPa in the pressure domain, coinciding with the melting of the charge ordered phase. The optical band gap is non-zero above 15 GPa, as is the case above the reported insulator-metal transition (585 K) in the temperature-domain. There is a similarity between the infrared spectral profile around 15 GPa and the infrared spectral profile above ca. 700 K. We conclude therefore that the pressure-induced structural/electronic transition induced around 15 GPa, probably having an as-yet unreported counterpart in the temperature domain at a temperature in excess of 585 K.     

Structural characterization,thermal, vibrational properties and molecular motions in perovskite-type diaminopropanetetrachlorocadmate NH3(CH2)3NH3CdCl4 crystal

The work presents a detailed analysis of the sequencing of the structural phase transitions in NH₃(CH₂)₃NH₃CdCl₄ crystal by differential scanning calorimetry (DSC), X-ray, infrared, far infrared and Raman spectroscopy. DSC studies have shown that in analyzed crystal occurring one reversible continuous phase transition at 375/374 K (on heating/cooling). Observed in Nujol and Fluorolube mulls in the wide temperature range between 296 K and 413 K spectral changes through the structural phase transition can be attributed to an onset of motion of cations. An assignment of some bands due to internal modes has been also proposed.     

Ag/Si（111）超薄膜光学二次谐波强度变化与结构相变研究

在130-830K温度范围内,系统研究了Si（111）-√3×√3-Ag和Si（111）-3×1-Ag超薄膜重构表面的光学二次谐波的温度依赖性,分析了信号强度的变化和表面结构之间的关联.结果表明,对于Si（111）-3×3-Ag结构薄膜表面而言,在130K到320 K的温度范围内,表面光学二次谐波信号强度的变化中没有出...     

硫酸锂钾的室温相和低温相的锂离子位置

核磁共振实验表明,LiKSO₄在T_c=195K发生结构相变。本文报道了温度低于T_c时,Li位电场梯度张量的温度依赖关系。结合理想离子晶体模型,讨论了该晶体的结构,指出室温相Li的位置并不像Bradley所推测的,在(2/3,1/3,0.849)的位置,而应在(2/3,1/3,0.706)的位置;195K的相变是由于Li离子的位移造成;低温相的空间群可能为R3。 关键词：     

含12mol%铈的四方氧化锆多晶的变温喇曼散射研究

对含12mol％铈的四方氧化锆多晶耐高温材料从17—505K温度范围进行了50—800cm^-1的喇曼散射研究,同时还实测了线膨胀系数随温度的变化。降温时,在165±1K观察到了类四方相向类单斜相的转变,而升温时,在450土2K发生了与之相反的转变。为了探讨该转变的原因,对布里渊区声子凝聚和可能引起的相转变做了较仔细的说明。 关键词：     

Temperature evolution of the infrared spectrum of Ni(ClO4)2·6H2O

Temperature evolution of the infrared spectrum of the title compound confirms the phase transition temperatures 223, 311 and 355 K reported earlier and suggests a new phase transition at 180 K. From the spectral evidence, the transitions below the room temperature (～300 K) are attributed to tumbling motion of the metal aquo-complex, while those above the room temperature are attributed to reorientational motion of the water molecule. The space group in low temperature phases is suggested to be C²_s.     

Phase transitions of Decylammonium chloride by Raman and infrared spectroscopic studies

Raman scattering and infrared absorption were used to study phase transition between a non intercalated structure and an intercalated one in Decylammonium chloride C₁₀H₂₁NH₃Cl, in the temperature range from 79 to 370 K and to determine the transition temperature. The melting of the chains seems to be the cause of the transition. Unusual splitting of some vibration modes help us to characterize the intercalated structure. The entering of air into the structure seems to be at the origin of the discrepancy that appears in the experimental results.     

Detailed infrared spectroscopic study of thermal transitions in new hybrid [(CH3)2CHNH3]4Cd3Cl10 crystal

Phase transitions of tetra(isopropylammonium)decachlorotricadmate(II) [(CH₃)₂CHNH₃]₄Cd₃Cl₁₀ crystal have been studied by infrared, far infrared and Raman measurements in wide temperature range, between 11 K and 388 K. The temperature changes of wavenumber, center of gravity, width and intensity of the bands were analyzed to clarify cationic and anionic contributions to the phase transitions mechanism. The results of investigation showed earlier by differential scanning calorimetry (DSC), thermal expansion and dielectric measurements clearly confirmed the sequence of phase transitions at T₁=353 K, T₂=294 K and T₃=260 K. The current results derived from DSC and infrared measurements revealed additional phase transition at T₄=120 K.     

K_3C_(60)在200K附近的取向相变机理

研究了K3C6 0 单晶薄膜在 2 0 0K附近的导带结构 .样品温度为 190K时 ,同步辐射角分辨光电子谱能够观察到[111]方向有规律的能带色散 .而在 2 2 0K附近色散不存在 .这一实验结果与K3C6 0 在 2 0 0K存在取向相变相符合 .用反铁磁Ising模型对实验结果进行了分析 .结果表明 ,K3C6 0 在 2 0 0K的相变是由低温下的一维无序取向结构转变为2 0 0K以上的双取向结构畴与无序分子 (约占 40 % )的混合     

铌酸锂钠在低温时的介电铁电和热电性

在300—20K的温度范围内观测了用丘克拉斯基法生长的Li_0.025Na_0.975NbO₃晶体的介电、铁电和热电特性。介电常数,极化强度和热电性的反常表示该晶体在低温时发生相变。此相变有特别大的热滞(约80K),降温时发生于180K附近,升温时发生于260K附近。测量了晶体的室温结构,指出了可能的低温相点群。观测了热电电荷的时间响应,报道了热电电荷随时间改变符号的特异现象,认为其起因是相变过程中两相共存。 关键词：