过渡金属掺杂的g-GaN吸附Cl2和CO气体分子的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算,系统研究了类石墨烯氮化镓(g-GaN)和掺杂过渡金属原子(TM)的g-GaN对Cl₂和CO气体分子的吸附行为。结果表明,Cl₂和CO在本征g-GaN上的吸附均为物理吸附,2个体系的吸附能均为正值,表明体系不稳定。相反,Cl₂和CO在Fe和Co掺杂的g-GaN上吸附时的吸附能为负值,且吸附能较小,表明吸附体系稳定。通过分析态密度、电荷密度差和能带结构等性质,可以得出结论：过渡金属原子的引入能有效增强气体分子与g-GaN之间的相互作用。     

Cr、Sn、Co掺杂对层状二维材料MoSi2N4的电子和光学性能的影响(英文)

基于新合成的二维材料MoSi₂N₄(MSN),我们建立了一系列MSN的掺杂模型进行了第一原理计算。首先,我们计算了本征MSN的电子特性,包括其能带结构和态密度。然后我们研究了Cr、Sn和Co掺杂对MSN的电子和光学性质的影响。结果表明,在3种掺杂体系中,Co掺杂体系表现出最低的形成能,这表明Co掺杂体系是最稳定的。通过带隙计算表明,尽管3种掺杂模型都降低了MSN的固有带隙,但却表现出3种不同的电子特性。态密度图也显示,Cr和Co掺杂体系都在导带底(CBM)和价带顶(VBM)附近产生局部尖峰。此外,光学性质的计算中表明,掺杂后体系的光学性质也得到了改善。     

Photochromic fulgides and spirooxazines: mechanism and substituent effect on photoreactions

Molecular design, synthesis and photochromic properties of spirooxazines and fulgides are described. In the case of fulgides, the change of the substituents may lead to different photochromic properties and different photoreactions of the kind of compounds. In photochromic process of pyrryl-substituted fulgides, the excited singlet state is the mam species, but the excited triplet state is also involved. However, no excited triplet state has been observed in cyclization of aryl-substituted fulgides. In the case of spirooxazines, the substituents at 2'-position have great effect on the formation of photoproduct and on the mechanism of photoreaction. The increase of steric hindrance of the 2'-position substituent gives rise to the decrease of the quantum yield for the formation of photochromic merocyanine (PMC) and the increase of the relative quantum yield for the charge separated twist intermediate (CT).     

吲哚啉螺萘并噁嗪在异丙醇中的酸致变色研究

在异丙醇溶剂中,1,3,3-三甲基螺[吲哚啉-2,3＇-[2H]萘并[2,1-b][1,4](口恶)嗪](SP1)和1,3,3-三甲基-9’-甲氧基螺[吲哚啉-2,3＇-[2H]萘并[2,1-b][1,4](口恶)嗪](SP2)与盐酸在室温下可以形成复合物,复合物的最大吸收分别为440nm和463nm.酸性介质中,螺(口恶)嗪的开环体以两性离子形式与酸相互作用形成了近似于以离子键相结合的复合物(PMC·HCI),其吸收光谱与中性溶液中螺(口恶)嗪环体相比显著蓝移,稳定性增加. 测定了开环体酸致变色产物的消色动力学.在20℃时,有色体的寿命分别为180s和200s.     

快凝Ni70Ag30纳米颗粒中C15单元的识别

模拟计算已经成为材料科学的重要手段,从模拟计算输出的原子坐标得到体系的结构特征是研究材料结构与性能相关性的前提.对于晶胞只含2—6个原子的简单(BCC,HCP和FCC)晶体,数值分析方法只需要确定每个原子的局域特征,拓扑结构相同的原子相互连接即构成晶体区域.但要确定含有几十上百个原子的晶胞,数值方法的计算量极大.数值分析与可视化相结合是解决此类问题的方法之一.本文采用分子动力学方法快凝得到Ni₇₀Ag₃₀纳米颗粒,发现纳米颗粒含有FCC晶体和大量结构复杂的拓扑密堆(TCP)结构.利用基于最大标准团簇的分析软件提供的多种可视分析功能,结合晶体学相关知识,采用拓扑构型分析思路,确定了纳米颗粒中的TCP原子构成C15相.本文使用的分析思路为将来开发复杂晶体结构数值识别软件提供了算法逻辑.     

团簇连接对Cu10Ag90快速凝固中晶体结构的影响

快速凝固得到的晶体通常都会形成多种孪晶结构,但其成因一直是一个谜。本文采用分子动力学模拟Cu10Ag90合金在0、20和40 GPa压强下的快速凝固过程,分别形成了五重孪晶、层片状孪晶和复杂晶体,通过最大标准团簇方法(LaSCA)分析了短程有序结构的演变和晶体团簇之间的连接形式。结果发现,结晶转变温度Tc随着压强的增大而升高,平均原子势能也随之增加。非晶共有近邻子团簇(CNS)会在温度降至Tc时转变为晶体CNS,同时晶体团簇数量急剧增加,结构有序度提升。此外,通过分析晶体团簇之间的连接方式发现,五重孪晶中心团簇截边十面体(tDh)只能与具有相同S422的HCP相连形成五重孪晶轴;FCC与HCP有相同的S421,但只能以彼此的顶层或者底层原子作为彼此的中心原子连接形成层片状结构;BCC与FCC、HCP虽然没有共同的CNS,但是可以通过D-S6结构及其变形体连接,其连接方式的多样性是形成复杂晶体的主要原因。这些结果为研究晶体结构不同排列方式提供了新的理解。     

吲哚啉萘并螺噁嗪衍生物的合成及激光光解研究

本文合成了1,3,3,2′-四甲基-9′-甲氧基螺[吲哚啉-2,3′-[3H]萘并[2,1-6][1,4](口恶)嗪](Ⅰ),并用纳秒时间分辨吸收光谱技术研究了其光致变色过程。Ⅰ的溶液受248nm激光脉冲激发后产生一个有色体,它具有两个吸收峰:在环己烷中为470nm和640nm,在乙腈中为460nm和670nm。该有色体按一级动力学规律衰变,其寿命在环己烷和乙腈中分别为0.5μs和1.3μs,因而被认为是分子内的电荷分离中间体。但未观察到部花青的吸收。从分子结构和势能面的角度解释了这种现象。     

冷速对Cu10Ag90合金凝固结构的影响

通过分子动力学对液态Cu10Ag90合金在四种冷速条件下进行快速凝固模拟。结果显示,1 × 1010和1 × 1011 K/s下系统的平均原子能量分别在750 K和650 K发生突变,冷速越低最终平均原子能量越低;1 × 1012和1 × 1013 K/s的双体分布函数第二峰出现分裂,表明结构处于非晶态。从1 × 1011K/s开始出现尖锐小峰,表明此冷速开始出现晶化现象,1 × 1010 K/s下分裂的峰更加尖锐明显,说明体系形成结晶度较高的晶体结构;1 × 1010 和1 × 1011 K/s下系统凝固后晶体结构含量由高到低分别为fcc, hcp, bcc。冷速越低晶体结构数目越多,系统的有序度更高,结构熵越低。     

Acidichromism of indolinospirooxazines in isopropanol

1,3,3-tnmethyl-spiro[mdolino-2,3'-[2H]naphtho[2,1-b] [1,4]oxazine(SP1) and 1,3,3-trimen-thyl-9-methoxy-spiro[indolino2,3'-[2H]naphtho[2,1-b] [ 1,4]oxazine] (SP2) react with hydrochloric acid to form the complex SP HCl in isopropanol solution at room temperature The absorption maxima of these complexes are 440 and 463 nm respectively In acidic media,the opening form of spirooxazine can react with hydrochloric acid to form the complex PMC HCl via zwittenon form The absorption spectra of PMC HCl are obviously hypsochromic shifted compared with the reported spectra of the complex in neutral media In the mean time,the thermal stability of the complex is increased.The first order kinetics for the decoloration process of the acidichromic product of the opening form was determined and the lifetimes of these products are 180 and 200 s,respectively.     

不同冷速下SiGe纳米液滴快速凝固过程中的微观结构演变

采用分子动力学方法模拟了7种不同冷速下Si50Ge50纳米液滴快速凝固过程,利用双体分布函数、原子平均能量、最大标准团簇分析法、键角分布函数、二面角分布及可视化方法等对体系微观结构的演变进行了分析。研究结果表明: 当冷速R≥1×1010 K/s时,系统形成非晶态结构; R≤5×109 K/s时,系统形成以闪锌矿和纤锌矿结构相互嵌套的近似球形的纳米晶体,且纳米液滴起始结晶温度随冷速降低而降低。