磷掺杂石墨烯的结构、光谱及电学性质

较高P-掺杂的大表面积的磷掺杂石墨烯(P-TRG)具有比传统的Pd-C催化剂有着更高的氧还原反应(ORR)电催化性能.采用密度泛函DFT/B3LYP方法,在6-31+G(d)基组下,研究了P-TRG分子的结构、红外光谱、电子吸收光谱及各种电离能、电子亲和势和电荷传输重组能.结果表明,P-TRG分子为非平面结构,其S0→S1的跃迁峰位于1163nm处;555nm处的最强吸收峰源于HOMO-10→LUMO、HOMO-6→LUMO+1、HOMO-5→LUMO+1的混合电子跃迁.P-TRG有较大的电离能(7.08eV)和电子亲和势(4.14eV),且空穴重组能(λhole:0.06eV)大于电子重组能(λelectron:0.04eV),有利于接受电子.     

准一维聚噻吩及以噻吩为基的共聚物的光学性质

利用半经验的ZINDO方法研究了聚噻吩及以噻吩为基的共聚物的电子光跃迁性质．以噻吩为基的共聚物具有阱-垒-阱结构特征，阱部分为具有不同共轭长度的聚噻吩，垒部分为具有大能隙的非可见的发光材料．计算发现，改变阱的共轭长度和垒的结构可控制聚合物的发光，跃迁能随链长的增加而减小，表现为光吸收谱红移．     

非晶CexRu100-x的Ce L2边XANES

利用高速溅射法制备了系列非晶CexRu100-x化合物样品.X射线衍射实验表明,样品均处非晶态.通过X射线吸收精细结构测量获得了Ce L3,L2,L1边X射线近边吸收谱,其中Ce L2边吸收谱呈现两个峰,分别对应2p1/2电子跃迁到空5d态(最终组态4f1)和2p1/2电子跃迁到空5d态(最终组态4f0),跃迁能量随着Ce浓度的增加而趋向低能级.     

磷杂石墨烯的结构、光谱及电学性质

较高P-掺杂的大表面积的磷杂石墨烯(P-TRG)具有比传统的Pd-C 催化剂有着更高的氧还原反应（ORR）电催化性能。采用密度泛函DFT/B3LYP方法,在6-31+G(d)基组下,研究了P-TRG分子的结构、红外光谱、电子吸收光谱及各种电离能、电子亲和势和电荷传输重组能。结果表明,P-TRG分子为非平面结构,其S0S1的跃迁峰位于1163 nm处;555 nm处的最强吸收峰源于HOMO-10→LUMO、HOMO-6→LUMO+1、HOMO-5→LUMO+1的混合电子跃迁。P-TRG有较大的电离能(7.08 ev)和电子亲和势(4.14 ev),且空穴重组能(λhole: 0.06 ev)大于电子重组能(λelectron: 0.04 ev),有利于接受电子。     

齐分子噻吩乙炔的电子光跃迁性质

采用半经验的AM1和ZINDO方法研究了齐分子PTV的能带结构及其电子光跃迁性质,齐聚物噻吩乙炔(PTV)的带隙小于对应尺度的齐聚物噻吩(PT)和齐聚物对苯撑乙炔(PPV)的带隙,随着齐分子PTV的共轭长度的增加,第一激发跃迁能逐渐减小,表现为光吸收谱出现红移现象.     

Cu掺杂A-TiO_2电子结构和光学性质的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了Cu掺杂的A-TiO_2的电子结构和光学性质.结果表明,p型Cu掺杂会在禁带中引入杂质能级,同时杂质能级的数目随着掺杂Cu原子的增加而增多.由于杂质能级的出现,掺杂体系的禁带宽度变宽但有效禁带宽度降低,电子从低能级向高能级跃迁所需的光子能量变小,掺杂体系吸收谱的吸收峰发生明显的红移.掺杂体系在可见光区(680nm处)出现新的吸收峰,当Cu原子掺杂摩尔分数为4.17%时,A-TiO_2对可见光的净吸收最优,可有效提升A-TiO_2光催化剂的性能.可为制备高效的TiO_2半导体光催化材料研究提供参考.     

量子点光跃迁性质的研究

针对半导体量子点中电子的光跃迁性质进行了研究 ,建立起盘形量子点模型 ,具体分析了该模型的电子结构和电子态 .讨论了光场作用下 ,量子点中电子的跃迁几率、跃迁频率、选择定则和能级结构 ,并给出了吸收系数α的解析表达式和相应的吸收曲线 .最后 ,还讨论了量子点光跃迁性质对尺寸的依赖性以及此模型的一维、二维过渡 .结果表明 ,当束缚增强 ,能级随半径变小而增高 ,能级差变大 ;而且 ,吸收峰随尺寸减小向短波方向移动 ,即发生蓝移     

Alq3及其衍生物电子传输性质的理论研究

采用密度泛函理论（DFT）B3LYP/6-31G方法对三-（8-羟基喹啉）铝（Alq3）及3种二氟取代衍生物进行了计算研究,分析比较了4种配合物的前线分子轨道组成、轨道能级、电离能、电子亲和势及重整能等性质的同异.结果表明,各配合物的电子跃迁主要发生在不同配体之间的π→π＊跃迁.苯酚环上6,7-二氟取代使电子跃迁能力降低,而5,6和5,7-二氟取代使电子跃迁能力提高.二氟取代均可较显著地使得最低空轨道的能级降低,电子亲和势升高,有利于电子注入.此外,5,7-二氟取代后配合物的电子重整能和空穴重整能显著增大,材料稳定性降低.因此,综合比较各因素的影响,Alq3在6,7位置吸电子基团取代有望成为优良的电子材料.     

2,4,6-三{[4-(4-羟乙氧基)苯亚甲胺基]苯乙烯基}均三嗪的结构、光谱及热力学性质

采用密度泛函理论在B3LYP/6-31+ G+水平下研究了2,4,6-三((4-(4-羟乙氧基)苯亚甲胺基)苯乙烯基)均三嗪(BJZJSQ)分子的几何结构、红外光谱、电子吸收光谱及热力学性质.结果显示;BJZJSQ分子中心的2,4,6-三苯乙烯基均三嗪几乎在一个平面,各支链中的乙氧基苯亚甲胺基构成另一个平面,整个分子呈现出三叶扇形结构;气相分子的最强吸收峰位于416 nm处,源于HOMO→ LUMO、HOMO-1 →LUMO及HOMO-2→LUMO+1的混合跃迁,溶剂极性使其红移12 ～ 15 nm,溶剂的极性不影响最强吸收峰的跃迁性质;在溶剂相,355 nm处的弱吸收峰对应S0→S8电子跃迁;在298.15 K、标准大气压下,BJZJSQ分子标准摩尔生成焓和标准摩尔生成自由能分别为-2680.23和-1349.67kJ·mol-1.     

Cu掺杂ZnO电子结构和光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论框架下的第一性原理计算方法,研究了Cu掺杂纤锌矿ZnO体系的电子结构和光学性质.计算结果表明,当Cu掺杂的原子百分比为4.17%时体系的光学吸收性能最好,且在可见光区出现了新的吸收峰.电子结构的分析表明,Cu的引入可以在体系的费米能级引入由Cu-3d电子和O-2p电子相互作用形成的杂质能级,价电子由eg能级向tg能级跃迁吸收的最小光子能量约为0.12 e V,这使得Cu掺杂的ZnO体系的光学吸收边落在了红外光区,同时杂质能级的出现降低了ZnO体系的禁带宽度,提升了ZnO半导体材料对长波光子的响应并有效改善ZnO半导体的光催化活性.     

钌配合物[Ru(bpy)_2L]~(2+)与DNA的键合倾向及光谱性质研究

用密度泛函理论,在B3LYP/LanL2DZ水平上,对系列钌多吡啶配合物的电子结构和DNA键合倾向进行研究,分析这些配合物的电子结构性质,合理地解释这三个配合物与DNA键合倾向性质.另外,用TDDFT方法,对三个配合物的电子吸收光谱进行计算和模拟,计算得到的电子吸收光谱和实验结果吻合较好,并研究配合物的主配体对电子吸收光谱的影响.     

溶剂极性对嘧啶电子光谱影响的理论研究

用密度泛函方法,在极化基组6 31G 水平上,研究了溶剂的极性对嘧啶基态分子结构、前线分子轨道及能量分布的影响.运用含时密度泛函理论方法计算了在乙醚、甲醇、水等不同极性的溶剂中嘧啶的电子光谱并与文献报道的实验值进行比较.结果表明,这种理论方法能较好地再现实验结果.     

2，3，6-三羟基萘茜及其衍生物电子光谱的含时密度泛函理论研究

用密度泛函理论B3LYP方法，在极化基组6-31G^＊水平上，研究了2，3，6-三羟基萘茜及其3个衍生物的分子结构、前线轨道成份及其取代基对母体的影响．运用含时密度泛函理论方法计算了2，3，6-三羟基萘茜及其3个衍生物的电子光谱并与文献报道的实验值进行比较．结果表明，该理论方法能较好地再现实验结果．     

填隙氧离子对钨酸铅晶体光学性质的影响及绿光起源的研究

应用GULP软件按照能量最低原理确定了钨酸铅(PWO)晶体中填隙氧离子的位置,再用CASTEP软件计算了完整PWO晶体和含有填隙氧离子的PWO晶体的总态密度、分态密度和吸收光谱.计算结果表明,填隙氧离子的存在不会造成PWO晶体可见光区的显著吸收;PWO晶体中的绿光中心可能起源于WO4 Oi.     

低聚炔基芴衍生物电子光谱的理论研究

运用密度泛函(DFT)B3LYP方法、从头算单激发组态相互作用(CIS)方法分别优化了炔基取代芴的单体和三聚体的基态及最低激发单重态几何结构.系统分析了分子结构、前线分子轨道特征以探索电子跃迁机理.应用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算了分子的电子光谱,得到三聚芴炔的最大吸收及发射光谱分别为417和447 nm,与实验结果接近.同时探讨了单体和低聚体系不同的发光特征,指出炔基芴的低聚体系是良好的蓝光材料.     

方形(S,S,S,S)手性环芳烃的紫外吸收光谱和圆二色谱的量子化学研究

采用密度泛函理论研究了方形(S,S,S,S)手性环芳化合物的紫外吸收光谱(UV-Vis)和电子圆二色谱(ECD),从微观角度分析了产生UV-Vis、ECD谱吸收的分子轨道电子跃迁情况,解释了分子结构与光学活性的关系.     

N-甲基甲酰胺在水溶液中的氢键动力学行为

在B3LYP/6-31++G水平下,利用密度泛函理论方法优化了N-甲基甲酰胺单体和氢键体系NMF-nH2O(n=1,2,3)的基态几何构型;用含时密度泛函理论方法计算了N-甲基甲酰胺单体和氢键体系NMF-nH2O(n=1,2,3)在不同电子激发态的跃迁能、振子强度和电子吸收光谱.结果表明,随着结合水分子个数的增加,氢键强度是加强的.分子间氢键引起电子吸收光谱发生红移,光谱红移程度与氢键加强的程度一致.     

NiSOD天然酶活性中心量子化学研究

通过密度泛函理论计算了天然NiSOD氧化态(ox)/NiSOD还原态(red)的活性中心的电子结构.采用INDO/S方法计算了电子光谱,并与实验值进行了比较.从前线分子轨道及自然键轨道布居等方面揭示了S原子在催化超氧阴离子的活性中的作用,以及NiSOD具有较高结构稳定性的原因.结果表明:NiSODox/NiSODred分别以低自旋态为最稳定状态,计算值与实验结果一致.     

4-氨基安替比林电子光谱及溶剂效应理论研究

采用含时密度泛函理论方法(TD-PBE0)研究了4-氨基安替比林(4-AAP)在水和乙醇溶液环境中的电子光谱特性,通过电子跃迁轨道分析归属了4-AAP电子光谱谱带的跃迁轨道贡献并探究了其电子跃迁特征。研究结果表明,4-AAP在乙醇溶液中理论吸收谱带与实验谱带吻合较好,但其在水溶液中计算所得吸收谱带波长与实验所得相应值相差较大,溶剂水分子可与4-AAP通过氢键强烈相互作用形成复合物,诱导电子跃迁吸收谱带发生明显移动,氢键结合位点对其电子光谱中的最强吸收峰位置亦有影响,呈现显著的溶剂化效应。分子动力学模拟获得了水溶液中4-AAP溶剂团簇模型4-AAP-(H_2O)_3,基于此模型所得的理论电子光谱吸收谱带与实验光谱特征谱带波长相吻合,并从分子水平上对团簇结构吸收谱带的电子跃迁贡献进行了分析和归属。     

苝酰二亚胺衍生物的电子输运性质的第一性原理研究

利用密度泛函理论与非平衡格林函数的第一性原理方法,从理论上研究苝酰二亚胺衍生物PTCDI-[CH2]n(n=0,2,4,6)分子体系的电子输运性质.结果表明:所有的分子结体系结构中都出现了负微分电阻现象,体系的电子输运性质取决于体系中分子的长度.随着CH2数目的增加,分子的长度相应增加,体系的电导呈指数减少;当n≥2时,分子结呈现整流特性;当n=6时,分子结在±2.1 V时整流比高达72.6;这种整流现象归因于分子的非对称结构.