飞秒强激光场中水分子的电离激发

本文运用含时密度泛函理论和分子动力学非绝热耦合的方法, 研究了水分子在不同极化方向的激光场中的电离和动力学行为. 计算结果表明, 对应相同的极化方向, 随着激光强度的增加, 水分子的电离增强; 对于相同强度的激光, 当激光极化方向沿水分子对称轴方向时, 水分子的电离最强, 当激光极化方向垂直水分子对称轴方向时, 水分子电离受到最大程度的抑制. 对水分子偶极矩的研究表明, 当分子处于线性响应区域时, x方向的激光只能激发起x方向的偶极振动而y方向的激光只能激发起y方向的偶极振动. 对水分子的键长和键角的研究表明, 在激光场中水分子的键长变长, 键角变大, 但变化幅度随着激光极化角的增大而减小. 此外, 研究还发现, 虽然在不同极化方向的激光脉冲的驱动下, 水分子OH键的振动频率与激光频率相当, 在脉冲关闭后, 振动频率减小, 但激光场的极化方向对水分子振动模式具有选择性. 关键词： 含时密度泛函理论 分子动力学 水分子 电离     

InnAsn (n=1-20)小团簇几何结构与电子性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理方法,采用B3LYP下的赝势基组LanL2DZ,研究了InnAsn (n=1-20)团簇的基态几何结构、相对稳定性、电子性质及其振动光谱. 结果表明,当n=5-11时团簇的基态构型为层状结构; 当n=12-20时团簇的基态构型为笼状结构. 团簇平均结合能、二阶能量差分和HOMO-LUMO能隙均在n=9,12,18出现极大值,说明In9As9、In12As12和In18As18为幻数团簇. 另外,HOMO-LUMO能隙的计算结果表明InnAsn (n=1-20)团簇具有宽带隙半导体特征.     

低聚合物Pn(n=1-5)的化学活性和P在TiO2(100)表面吸附的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似（DFT/GGA）方法,在PW91/DNP水平上研究了低聚合物Pn(n=1-5)的稳定性和化学活性。结果表明：随着聚合度增加,Pn的稳定性降低,化学活性增强。采用密度泛函理论与周期性平板模型相结合的方法,研究了化合物P在TiO2(100)表面的吸附,通过吸附前后化合物P的Mulliken charge和前线轨道分析表明：当P吸附在TiO2(100)表面时,P向TiO2(100)表面转移0.692 e电荷,前线轨道能隙变窄。通过吸附前后TiO2(100)表面的能带和态密度分析表明：在TiO2(100)表面吸附了化合物P后,能带向低能区移动,且TiO2中价带和导带间的禁带消失。理论预测的结果与实验值吻合。     

非线性作用随空间变化的玻色-爱因斯坦凝聚原子的规则与混沌分布

本文研究了非线性作用随空间变化的玻色-爱因斯坦凝聚原子的规则与混沌空间分布.空间变化的凝聚体相位导致系统中存在稳定的原子流.考虑化学势为正、原子间呈排斥作用的系统,构造了系统的一级微扰通解,该通解的有界性条件包含了著名的Mel’nikov混沌判据.在系统不满足微扰条件的情况下,数值模拟表明无论凝聚原子呈混沌分布还是规则分布,原子流的增大都可以破坏凝聚原子分布的空间对称性.     

第一性原理对SinMg(n=1-12)团簇结构、稳定性与电子性质的研究

运用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法,在6-311G基组水平上对 团簇进行了构型优化、频率分析与电子性质计算.同时讨论了团簇的平均结合能、能级间隙、二阶能量差分、自然电子布居、极化率.研究结果表明： 团簇的基态绝大多数为立体结构. 时,体系的基态为自旋三重度, 时,则为单重态.镁原子的掺入使得主团簇的电子性质发生了明显的变化,掺杂使体系的平均结合能降低,能隙减小,化学硬度减小,电子亲和能增大.电子总是从 原子向 原子转移.团簇中原子之间的成键相互作用随n的增大 而增强,团簇的电子结构随n的增大而趋于紧凑.     

密度泛函理论研究Nin,Nin±(n=1-5)团簇的结构和电子性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法系统研究了中性及带电Ni小团簇的基态几何结构和电子结构特性。对中性Nin(n=1-5)团簇,除去一个电子对基态几何结构所引起的变化相比增加一个电子所引起的影响要更加明显。n=4时,Ni+4,Ni4以及Ni4-较之相邻个体具有较大的能隙,但在所讨论的尺寸范围内,没有找到幻数结构。随着原子数的递增,Nin+,Nin,Nin-(n=1-5)团簇体系的磁矩总体呈上升趋势,值得关注的是：添加一个电子能够显著增强中性体系的磁性。 讨论了与实验结论符合较好的绝热电子亲和能（AEAs）以及绝热离化势（AIPs）。     

Nin(n=1-9)小团簇的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法对Nin(n=1-9)团簇的结构, 稳定性和磁性进行了详细的研究. 得到了一些以前文献中没有提到的稳定结构, 并与其它方法得到的结构进行了比较, 得到的最稳定结构与实验结果相一致. 团簇能量的二阶差分、分裂能、HOMO-LUMO能隙随团簇尺寸的演化都没有表现出明显的奇偶振荡行为, 但在n=5、7时均有较大的值, 说明相对应的团簇具有较高的稳定性、较低的化学活性. 团簇磁性的研究表明团簇的平均每原子磁矩随团簇尺寸的增加有一定振荡, 但有逐渐减小的趋势, n≥5时团簇的构型对团簇磁性的影响较小.     

Al(N3)3和P(N3)3结构与性质的理论研究

在B3LYP/6-311++G(3df)理论水平,对二元叠氮化合物Al(N3)3和P(N3)3进行密度泛函理论计算研究,获得其稳定分子的几何构型、电子结构、红外光谱以及稳定性。研究结果表明,P(N3)3分子中的磷原子拥有一对孤对电子,给予临近氮原子(Nα)上的孤对电子较大斥力,从而使其表现出三角锥形结构特征,而Al(N3)3表现为平面三角形结构特征。自然键轨道分析表明,Al–Nα和P–Nα键本质上均属于共价键。与叠氮自由基相比较而言,Al(N3)3和P(N3)3的每个叠氮基内部的总成键度显著增大,从而导致N3基的振动频率发生明显蓝移。前线分子轨道能级差和叠氮自由基键离解能的计算结果均表明Al(N3)3比P(N3)3更稳定。     

二氧化铬阴离子光电子能谱的理论研究

凭借密度泛函理论,采用不同基组对中性分子CrO2的基态（ 3B1）以及阴离子CrO2‾的基态（ 4B 1）进行几何优化和振动频率分析;应用量化计算得到的力常数及结构和光谱参数,基于推得的两维四模Franck-Condon重叠积分的代数表示,对CrO2 ( 3B1)－CrO2‾ ( 4B1) 的光脱附过程进行Franck-Condon分析和光谱模拟,理论上得到光电子能谱的谱线相对强度及振动结构分布,理论谱与实验测得的二氧化铬阴离子光电子能谱达到一致,并对光电子能谱的振动结构进行归属及热带分析;另外,在光谱模拟过程中通过迭代Franck-Condon分析过程,推得CrO2‾（ 4B1）与CrO2（ 3B1）平衡几何结构之差：ΔR(Cr-O)= 0.05Å,Δ(O-Cr-O)=12o.     

AMT对青铜文物缓蚀作用理论研究

：5-氨基-2-巯基-1,3,4-噻二唑（AMT）能和青铜器表面铜离子作用生成一种配位型聚合物的保护膜[AMT –Cu (Ⅰ)]n,并将其中的氯离子置换出来,避免了青铜器的进一步腐蚀。为了深入了解AMT的缓蚀作用机理,本文采用密度泛函理论（DFT）和自然键轨道理论（NBO）,在B3LYP/6-31+G（d, p）水平上对AMT中反应活性位点的确定及活性原子所带电荷和杂化形式作了分析,并利用Multiwfn波函数分析了反应前后前线轨道能的变化。结果表明,-SH基中的S原子能与Cu(Ⅱ)形成有效的共价键,而N6原子可与Cu(Ⅱ)离子形成配位键,促使聚合物膜[AMT-Cu(Ⅰ)]n的形成。并且从概念DFT的活性指数（主要为 , , , , ）比较中发现,AMT-Cu(Ⅰ)-H较AMT的亲电性指数增加,有利于形成高聚物膜,而且反应前后AMT构型中的Ｃ、N、S却始终在同一平面,而C-S和C-N键键长和键角均有不同程度的变化。