密度泛函理论在分子磁学中的应用2.混合桥联三核镍配合物自旋交换作用

用密度泛函理论结合对称性破损方法(DFF-BS)研究了混合桥联三核镍配合物的磁交换耦合作用．这类化合物是由三唑和异硫氰酸根桥联形成的混合桥配合物．计算表明,在标题化合物中,三唑桥传递反铁磁耦合作用,而异硫氰酸根桥传递铁磁耦合作用;并且,随着异硫氰酸根取代三唑桥的数目增加,配合物的铁磁作用增强,在一定意义上说明了混合桥磁耦合作用的加合性．Mulliken自旋布居分析表明,无论是三唑桥还是异硫氰酸根桥,它们的磁交换作用机理都是磁中心的自旋离域．分子磁轨道分析显示,对于三唑桥,在局域磁轨道之间存在着强的轨道作用,导致了反铁磁耦合;对于异硫氰酸根桥,局域磁轨道之间弱的相互作用,表现了铁磁耦合作用．对标题化合物的研究说明了DFF-BS方法可用于三核体系磁交换作用的研究．     

以-•N-N-作自旋中心杂环作端基的高自旋有机分子的理论研究

本文设计了三种新颖的具有不同排列方式的高自旋有机分子，它们是-•N-N-作自旋中心、苯作铁磁耦合单元、杂环（如苯、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪）作端基得到的。通过AM1-CI方法计算可知不同的端基对体系的高自旋基态的稳定性影响不同，同时发现由苯(FC)、杂环(EG)和-•N-N- (SC)组成的双自由基体系由于自旋密度在双中心的部分离域，导致-•N-N-自由基的特殊稳定性.而且由于SC三种不同的排列方式，导致其三重态的稳定性随主要SC(-N-)原子间距离的增大而降低。从三种体系的三重态稳定性顺序可知以杂环作端基的三重态的稳定性高于以苯作端基的三重态的稳定性，而且在杂环中，以三嗪作端基的三重态的稳定性最高，嘧啶和吡嗪次之，吡啶和哒嗪最低。     

BPOB的绝对不对称合成机理及固体CD光谱

以苯乙酮与间苯二甲酸甲酯为原料经由Claisen缩合制备了1,3-二(3-苯基-3-氧代丙烯醇)苯(BPOB). 用元素分析、MS、1H NMR、UV吸收光谱、X射线单晶衍射和固体CD光谱等对其进行了表征. 晶体结构数据显示, BPOB属于Sohncke空间群P212121, UV和1H NMR谱表明, BPOB在溶液中主要以烯醇式存在, 固体CD光谱和重结晶实验证明, BPOB手性晶体的形成是结晶诱导的绝对不对称合成.     

含stubs量子波导系统的电子自旋极化输运性质

理论上研究了含stubs的Rashba自旋轨道耦合（spin-orbit coupling, SOC）量子波导系统的自旋极化输运性质. 利用晶格格林函数方法,发现由于stubs和SOC产生的势阱使系统中出现束缚态,这些束缚态与传播态之间相互干涉导致电导中出现Fano共振结构,同时在对应的自旋极化率中也出现Fano共振或反共振结构. 此外,由于系统结构的突变使电子被反向散射和量子干涉效应,电导中出现一系列的共振峰. 但是,当系统加上外磁场后,所有这些效应都被抑制, 系统重新出现量子化电导, 同时自旋电导也出 关键词： 量子波导 自旋极化输运 自旋轨道耦合     

量子自旋系统的块自旋方案及其簇团Monte Carlo模拟方法

本文提出了一种关于一维和二维量子自旋系统的Monte Carlo模拟新算法。具体给出了对于一维和二维Heisenberg模型的计算方案。在s=1/2的铁磁和反铁磁链情况下的计算结果证实了此方法有效地克服了“临界慢化(CSD)”效应和能够达到更低的温度区域进行计算。该方法可推广到各向异性和高自旋(s=1,3/2,…)量子系统、二维经典8-顶角格点模型和低维费密系统。 关键词：     

铪烯

正国际上首次报道了基于d电子过渡金属元素的二维蜂窝状晶体材料。这种由铪元素构成的二维蜂窝状结构比石墨烯具有更强的自旋轨道耦合,为研究二维体系中新的量子现象和电子行为提供了新的平台。铪也是当今半导体科学和技术中最重要的元素之一,制备出铪的类石墨烯结构对未来电子学也极其重要。该工作发表在Nano Letters 13,4671(2013),被Nature China和Nature Nanotechnology作为研究亮点进行报道。     

3-甲基-4-对甲基苯基-5-(2-吡啶)-1,2,4-三唑桥联的双核铜配合物的磁性理论研究

采用对称性破损态方法结合密度泛函理论,选用反铁磁双核配合物[Cu2(MMBPT)2Cl4(H2O)2.5](MMBPT=3-甲基-4-对甲基苯基-5-(2-吡啶)-1,2,4-三唑)作为研究对象,通过与实验数据相比较,探讨了不同密度泛函方法与基组对计算铜配合物交换耦合常数的准确度.结果表明,4种混合密度泛函DFT(B3LYP,B3P86,B3PW91和PBE0)的计算结果都能和实验所观察到的值-31cm-1符号一致,但只有B3PW91方法得到的结果和实验结果吻合程度最好,同时采用方法B3PW91方法计算所得的交换耦合常数Jab对基组的依赖性较大.研究表明,2个Cu(Ⅱ)离子之间弱的反铁磁相互作用主要源于单占据分子轨道SOMOs小的能量劈裂.     

Spin Polarization Properties of Na Doped Meridianal Tris（8-Hydroxyquinoline） Aluminum Studied by First Principles Calculations

We theoretically investigate the electronic structure and spin polarization properties of Na-doped meridianal tris（S-hydroxyquinoline） aluminum （Alq3） by first principles calculations. It is found that the spin density is distributed mainly in the Alq3 part in the Alq3：Na complex. Electron charge transfer takes place from the Na atom to the Alq3 molecule, which induces asymmetric changing of the molecule bond lengths, thus the spin density distribution becomes asymmetric. Spin polarization of the complex originates from the preferable filling of the spin-split nitrogen and carbon p-orbitals because of the different bond length changes of the Aiq3 molecule upon Na doping.     

表面增强拉曼光谱研究自组装单分子层在化学接触和纳米隔绝下的分子振动活性变化(英文)

为确定表面增强拉曼光谱中某些有争议的弱振动模式是来自高阶的影响还是分子基团对称性变化的影响,本文以1,4-苯二硫醇作为探针分子提供了一种实验验证的框架方法.光谱实验显示,观测到的有争议的弱振动模式并不是来自高阶的影响,而是分子基团对称性变化所致.我们的实验框架方法很容易拓展开来,如用于研究其它波长激光激发的类似体系或有机分子搭接的分子结.     

半导体超晶格国家重点实验室诚聘英才

<正>中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室是以半导体物理研究为主的国家重点实验室,在半导体材料生长、器件加工、物理测试和理论研究方面有着非常雄厚的研究基础,20年来为我国在半导体领域的基础研究方面做出了突出的贡献。现计划在半导体