Pu2分子激发态的外场效应

在相对论有效原子实势近似下,用B3LYP密度泛函方法计算优化得到了分子轴方向不同电偶极场（-0.002～0.002a.u.）作用下,Pu2的基态 ( )几何结构、电偶极矩和分子总能量.在优化构型下,用同样的基组采用含时密度泛函(TDDFT)方法(TD-B3LYP),研究了同样外电场条件下,对Pu2的激发能和振子强度的影响.计算结果表明,在外场作用下,对Pu2的前5个激发态电子跃迁光谱属于可见-红外光谱,波长为642.49～943.77nm,这是钚原子的奇异特征;激发能与外电场的关系近似满足Grozema等人提出的关系;电场对振子强度的影响比较复杂,但仍满足跃迁选择定则.     

Pu2分子激发态的外场效应

在相对论有效原子实势近似下,用B3LYP密度泛函方法计算优化得到了分子轴方向不同电偶极场（-0.002～0.002a.u.）作用下,Pu2的基态 ( )几何结构、电偶极矩和分子总能量.在优化构型下,用同样的基组采用含时密度泛函(TDDFT)方法(TD-B3LYP),研究了同样外电场条件下,对Pu2的激发能和振子强度的影响.计算结果表明,在外场作用下,对Pu2的前5个激发态电子跃迁光谱属于可见-红外光谱,波长为642.49～943.77nm,这是钚原子的奇异特征;激发能与外电场的关系近似满足Grozema等人提出的关系;电场对振子强度的影响比较复杂,但仍满足跃迁选择定则.     

二氧化钚分子激发态结构的外场效应

在相对论有效原子实势近似下,用B3LYP密度泛函方法计算优化得到分子轴方向不同电偶极场(-0.005~0.005 a.u.)作用下,二氧化钚的基态几何结构、电偶极矩和分子总能量.在优化构型下,用同样的基组,采用含时密度泛函(TDDFT)方法(TD-B3LYP),研究同样外电场条件下,对二氧化钚的激发能的影响.计算结果表明,在外场作用下,对PuO₂的前5个激发态电子跃迁光谱属于可见-红外-远红外光谱,波长为501.47~10291.5 nm,这是钚原子的奇异特征;激发能与外电场的关系近似满足Grozema等人提出的关系.     

二氢化钚分子激发态结构的外场效应

采用密度泛函(DFT)方法B3LYP/Gen，在Pu为SDD基组、H为6-311++G^**基组水平上优化得到了分子轴方向不同电偶极场(-0.005—0.005a.u.)作用下，二氢化钚的基态电子状态、几何结构、电偶极矩和分子总能量.在优化构型下用同样的基组采用含时密度泛函(TDDFT)方法(TD-B3LYP)研究了同样外电场条件下对二氢化钚的激发能和振子强度的影响.计算结果表明，分子几何构型与电场大小和方向呈现较强的依赖，电场强度增加基态偶极矩随电场强度线性增加，H-Pu-H的角度线性减小，分子总能量线性减小；激发能随电场强度增加而减小，且对电场方向的依赖呈现近似对称性，满足Grozema关系.电场对振子强度的影响比较复杂，但仍满足跃迁选择定则. 关键词： 二氢化钚 激发态 电偶极场 TD-DFT     

PuO的基态分子结构与相对论有效原子实势

用Pu的三种不同相对论有效原子实势 (RECP)和密度泛函 (B3LYP)、HF、MP2方法对PuO基态X5Σ-的分子结构、势能函数进行了计算 ,得到了相应的平衡几何构型和谐振频率 .采用最小二乘法拟合得到了PuO分子的Murrell Sorbie势能函数 ,在此基础上推导出光谱数据和力常数并与实验值做对比 ,结果表明 ,在三种RECP有效势中 ,对于平衡结构和离解能De 的计算 ,6 0个中心电子的SDD/B3LYP给出的结果较好 .而力常数f2 、f3 和 f4,以及光谱数据 ,则 14个价电子的 1987RECP/MP2的结果优于其它有效势和计算方法 .计算还给出了相应的电荷布居、自旋密度、电偶极矩和能量特征 .     

八极矩外电场作用下CH3的基态和激发态研究

采用密度泛函和含时密度泛函方法在6- 311g**基组水平上对比研究了八极矩外电场对CH3自由基的几何构型、轨道能级分布、激发能、振子强度以及电偶极矩、原子电荷数和离解能等特性的影响.结果表明,在外电场作用下甲基的激发能,偶极矩和极化率上升,离解能下降,说明较强外电场的作用有助于CH3的离解.     

PuH2分子激发态的外场效应

采用密度泛函(DFT)方法B3LYP/Gen,在Pu为SDD基组、H为6-311 G**基组水平上优化得到了分子轴方向不同电偶极场(-0.005~0.005 a.u.)作用下,二氢化钚的基态电子状态、几何结构和分子总能量.在优化构型下用同样的基组采用含时密度泛函(TDDFT)方法(TD-B3LYP)研究了同样外电场条件下对二氢化钚的激发能、振子强度、自旋污染和Pu原子正电荷的影响.计算结果表明,分子几何构型与电场大小和方向呈现较强的依赖,H-Pu-H的角度线性减少,分子总能量线性减少;自旋污染随电场增加线性增加;Pu原子正电荷随电场增加而线性减小;激发能随电场强度增加而减小,且对电场方向的依赖呈现近似对称性,满足Grozema关系.电场对振子强度的影响比较复杂,但仍满足跃迁选择定则.     

电子激发和溶剂效应对芴酮-甲醇分子间氢键增强现象的理论研究 (cited: 1)

理论研究了电子激发和溶剂效应导致的芴酮-甲醇复合体系中分子间氢键增强现象．通过基态和激发态性质的计算,不仅展示了分子间氢键键长的变化以及变化在振动光谱中的影响,而且揭示了导致氢键变化的内在物理机制：溶质分子的电子激发及溶剂化效应引起的电子重新分布,增大了溶质和溶剂分子的偶极矩,导致了它们之间的相互作用的增大,并最终加强了分子间氢键的强度．还分别对处于液相及气相中的复合体的基态和激发态的几何结构、红外谱、复合体及构成分子的偶极矩进行了理论计算,结果阐明了电子激发与溶剂化效应对氢键变化的贡献,同时还发现只有进一步引入溶剂化效应,复合体的基态、激发态的性质才能与实验达到精确一致．所有激发态均采用所开发的基于含时密度泛函理论解析计算一阶、二阶激发态能量导数的方法．     

胆红素分子激发态性质的密度泛函理论研究

胆红素是人体胆汁中的主要色素,与人体健康密切相关.结合荧光蛋白的胆红素分子代表一类新型荧光发色团,在生物成像和生物传感领域有着重要应用.本文结合隐式溶剂模型和线性响应含时密度泛函理论方法计算了胆红素分子最低单重激发态的垂直激发能、振子强度和垂直发射能.以实验测量值和高水平RIADC(2)计算值作为参考,系统考察了一系列密度泛函方法的预测表现,结果发现最优化调控区间分离密度泛函方法整体表现最优,预测的绝对误差和相对误差最小.这得益于泛函中包含适宜的准确交换项比例能够产生既不离域也不局域的电子结构.在最优化调控泛函方法计算的波函数基础上,基于空穴-电子分析和片段间电荷转移方法定量表征了胆红素分子最低单重激发态,发现其具有杂化局域-电荷转移的激发特征.相信本工作可以为今后研究胆红素分子的激发态动力学过程和光谱性质提供重要理论依据,该最优化调控理论模型也可以为接下来其他生物分子体系的激发态性质研究提供可靠、高效的理论工具.     

基于密度泛函理论的对二甲苯分子电子光谱的外场效应研究

对二甲苯（PX）是化工领域一种非常重要的原料,被广泛地用于香料、医药、油墨和农药等的生产,因此研究PX分子的电子光谱和外场效应,对于它的检测和降解具有十分重要的意义。为研究外电场作用下,PX分子的紫外-可见（UV-Vis）光谱的变化,采用密度泛函理论（density functional theory,DFT）B3LYP方法在6-311++G(d, p)基组水平上,优化了不同外电场（0～0.025 a.u.,0～1.285 6×1010 V·m-1）作用下PX分子的基态几何构型,在此基础上利用含时密度泛函理论（TDDFT）计算了PX分子的UV-Vis吸收光谱,最后对PX分子紫外吸收峰和摩尔吸收系数受外电场作用的的影响规律进行了研究。结果表明：有波长为189 nm、摩尔吸收系数为35 580 L·mol-1·cm-1的强吸收峰,处于E₁带,它是环状共轭的三个乙烯键的苯型体系中的π→π*电子跃迁产生的;与苯分子相比,吸收峰出现11 nm的红移：由于两个甲基和苯环形成p-π共轭,苯环的大π键变弱,故PX分子的紫外吸收峰出现红移;当增加了外电场后,最低未占据轨道(LUMO)向外电场的反方向偏移,导致苯环上的电子密度减小,大π键变弱,π→π*跃迁需要的能量降低,电子跃迁产生的波长增大,吸收峰出现显著红移,当外电场增大到0.020 a.u.时,红移已经非常明显;外电场的引入,导致苯环上的电子密度减小,大π键变弱,π→π*跃迁的电子数减少,摩尔吸收系数降低,随着外电场的增强,摩尔吸收系数降低明显,尤其在外电场增强到0.020a.u.后,摩尔吸收系数降低非常显著。这些工作为PX的检测和降解方法研究提供了一定的理论依据,也对其他有机污染物的检测方法和降解机理的研究有启示作用。     

外电场作用下乙酸乙烯酯的分子结构和激发态

采用密度泛函B3LYP方法在6-31G(d)基组水平上,计算了乙酸乙烯酯分子在不同外电场(0.000 a.u.~0.030 a.u.)作用下的基态几何结构、电偶极距、电荷分布及分子总能量,然后利用杂化CIS-DFT方法在相同基组下研究了外电场对乙酸乙烯酯分子前8个激发态的激发能、波长和振子强度的影响.结果表明,分子的几何结构、电荷分布与外电场的大小呈现强烈的依赖关系.随着外电场的不断增加,分子的总能量逐渐减小,偶极距逐渐增大,激发能随电场的增加总体上呈减小的趋势,表明在外电场作用下,乙酸乙烯酯分子易于激发,激发态波长随电场的增加总体上呈增大的趋势,且电子跃迁光谱都集中在紫外区.     

外电场下BH分子势能函数

运用密度泛函B3P86方法和cc-PV5Z基组,获得了BH分子基态在不同外电场下的键长、偶极矩和振动频率等物理性质参数.通过分析物理性质参数,判断离解电场所处的范围,设置合适的参数扫描该范围的单点能获得势能曲线.结果表明物理性质参数和势能值随外电场的变化而变化,特别是在反向电场中.利用Morse势模型拟合无外场下势能函数,得到的拟合参数与实验值吻合较好,采用偶极近似构建外电场下的势能函数模型,编制程序拟合对应的势能函数,得出拟合参数,再计算临界离解电场参量,结果与数值计算值较为一致,说明构建的模型是可靠和准确的.为分析外场下分子光谱、动力学特性和分子Stark效应冷却囚禁提供理论参考.     

Optical Properties of Doped Nanowires in External Electric and Magnetic Fields

Optics and Spectroscopy - Impurity-induced absorption of light in quantum wires in the presence of external collinear electric and magnetic fields directed perpendicular to the nanowire axis is...     

Manipulation of Persistent Spin Helix States by Weak External Magnetic Fields

We study theoretically the effect of weak external magnetic fields on persistent spin helix states in semi- conductor two-dimensional electron gases with both Rashba and linear-in-momentum Dresselhaus spin-orbit coupling. We show that in the presence of weak external magnetic fields, some basic properties of a persistent spin helix state, including the dispersion relation between the decay time and the magnitude of the wavevector, the maximum decay time and the value of the characteristic magnitude of the wavevector at which the maximum decay time occurs, will all depend sensitively on the directions of applied external magnetic fields.     

Excited States of Magnetotrion

New lines are observed in the photoluminescence spectrum of a two-dimensional electron gas in a quantizing magnetic field at a filling factor of ν = 2 upon the photoexcitation of a nonequilibrium ensemble of cyclotron magnetoexcitons. Their energies lie in the region forbidden for single-particle optical transitions and allowed for inner transitions from excited states of three-particle translationally invariant complexes called magnetotrions. It is suggested that the new lines are associated with the complicated spectrum of internal motion in the magnetotrion, composed of an electron at the first Landau level and two identical holes at the zeroth Landau level.     

外电场作用下黄曲霉素B1的分子结构和光谱

利用密度泛函（DFT）理论,在B3LYP/6-311G基组水平上研究外电场（0~0.015 a.u.）作用下黄曲霉素B₁（Aflatoxin B₁,AFB₁）分子的总能量、偶极矩、键长、HOMO-LUMO能隙、红外光谱.在优化构型的基础上,利用含时密度泛函（TDDFT）方法研究紫外可见吸收光谱和激发态的变化.结果表明：在CO键方向上加电场,外电场逐渐增大时,AFB₁分子的总能量逐渐增大,偶极矩逐渐减小.电场对不同的键长影响不同.能隙随外电场逐渐增大而减小,红外光谱吸收峰出现红移或蓝移,紫外可见吸收光谱的两个吸收峰发生不同的移动,但总的谱线集中在近紫外光区.分子各个激发态的激发能在外电场逐渐增大时逐渐减小,表明分子结构越来越不稳定.     

外电场下Ti2O4团簇分子的激发与光谱性质研究

采用密度泛函(DFT) B3LYP方法在6-31+G基组水平上优化得到了分子轴方向不同电场作用下,Ti2O4团簇分子的基态稳定构型,电偶极矩μ,分子的总能量等,并且分析了Ti2O4团簇分子从HOMO-2到LUMO+2轨道能量的变化.在优化的构型下,用同样的基组利用CIS-DFT方法计算了外电场下Ti2O4纳米团簇分子的前9个激发态的激发能、波长和振子强度.结果表明,在有外电场的作用下,分子总能量随着外电场的增加不断减小,偶极矩随外电场的增加逐渐增大.其前线轨道的能量也随着外电场的增加逐渐减小.另外,Ti2O4团簇分子的激发能,激发波长和振子强度也受到了外电场的影响.     

强外电场作用下BF分子结构和激发特性

采用密度泛函(DFT)方法LSDA在6-311++G(d,p)基组水平上优化得到了分子轴方向不同电场(-0.03～0.05a.u.)作用下,BF分子的基态结构参数、电偶极矩μ、电荷分布、HOMO能级、LUMO能级等。在优化构型下,用同样的基组采用杂化CIS-DFT方法(CIS-LSDA)研究了同样外电场条件下对BF分子的激发能和振子强度的影响。结果表明:随着电场的增加,分子结构与外电场有着强烈的依赖关系,且对电场方向的依赖呈现非对称性。分子总能量先增大后减小,电偶极矩μ先增大,后减小,最后不断增大。电场对振子强度的影响比较复杂,有的增大有的减小,表明电子跃迁光谱强度受外场影响。     

Eu原子偶宇称高激发态的场电离探测

利用共振激发技术和电场电离(EFI)方法研究了铕(Eu)原子偶宇称高激发态。实验共探测到89个态,其中报道了56个态的能级位置和光谱归属等信息。经过对有效主量子数和量子亏损进行理论分析,并结合文献结果的对比,不但认定它们属于4f76s(9S)np(8PJ或10PJ)里德伯系列,还填补了该系列中n=19～39各态的文献空白。另外,建议将Eu原子第一电离限修正为45734.2cm-1,同时解释了在其附近所观察到的宽峰的物理机制。