含苯巯基分子电子输运性质的研究

选取了含有苯环的3种巯基分子作为分子桥,利用第一性原理计算方法和非平衡格林函数理论,研究了含不同苯环数目的巯基分子的电子输运性质.计算结果表明:随着外加偏压的增加,电导出现台阶状变化,即呈量子化特性;随着巯基分子所含苯环数的增加,电导变化规律相似,但其值随苯环数增加而减小,并且能量较低的电子与能量较高的电子相比更难通过含有苯环的巯基分子桥.     

分子轨道对称守恒原理的新发展——兼评国际上三个学派的理论

分子轨道对称守恒原理是六十年代理论有机化学和量子化学的最大成就,它对有机合成研究和生产的发展,有指导作用。关于这一原理的阐述,目前国际上有三个学派。本文学习运用唯物辩证法对这些理论进行分析、批判和总结,并提出了自己的理论。我们认为分子起反应,是分子内的电子运动起了变化。当分子中有许多电子时,应抓住起主要作用的电子。运动的规律性是用分子轨道来描述的,如果我们不仅知道分子轨道的始态和终态,而且知道它们在全部反应过程中的变化图象。那末反应是如何进行的,遵守什么规律,也就完全清楚了,基于这样的观点,建立了我们自己的理论。其主要内容为:1.根据分子在化学反应中运动图象,把原子间的相互作用以反应坐标的函数来表示,用分子轨道理论导出电环化、环加成和σ迁移反应中分子轨道变化的理论计算公式,从而得到了这些反应所遵守的全部经验规律。同时也得到了活化能的定量数值,这是从量子化学求活化能的一条新途径。2.分子轨道对称守恒原理,以往只适用于具有某种对称性的基元反应,我们还把它推广到不具有对称性的反应类型。3.对于分子轨道理论我们提出了一种新的计算方法,用这种方法讨论同系分子的性质,非常有效。     

BiFeO3晶体价键电子结构对铁电性质的影响

利用固体与分子经验电子理论(EET)方法,研究得到了钙钛矿型单相多铁材料BiFeO3"赝立方"顺电相和斜方铁电相价键电子结构,分析了价键电子结构变化对铁电性的影响.结果表明,EET理论不但给出了与第一性原理较为一致的计算结果,而且给出了原子间共价键更为细致的描述.     

平面性和长度对苯胺分子电输运性质的影响

以第一性原理为基础,利用弹性散射格林函数理论研究了分子平面性对苯胺类分子电输运特性的影响。计算结果表明苯胺类分子中苯环之间的扭转角度的出现阻碍了电子的输运,分子结的电流值随分子长度的增加而减少。通过进一步分析电子输运谱图和分子轨道得知,该类分子的LUMO+2轨道具有较好的扩展性,为电子输运提供了良好的输运通道。     

MgH2基态分子结构与势能函数

用从头算CCSD(T)方法和aug-cc-pVTZ基函数对MgH2分子的结构进行优化,得到其平衡几何构型和谐振频率.根据原子分子反应静力学原理得到可能的电子状态和基态分子的离解极限.并用多体展式理论导出MgH2基态分子的解析势能函数.     

也谈等电子原理及其应用

众所周知,在元素周期系中,同族元素的原子,价电子数相等,基态电子构型相似,其性质往往相似.在化合物中也存在类似的情况,即存在着所谓“等电子分子族”.本文一些等电子分子为实例,简要介绍等电子原理及其在预测分子结构、价键特征、化合物存在可能性及可能合成途径等方面的有关应用.     

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.     

PuCO气态分子的结构与热力学稳定性研究

根据原子分子反应静力学和群论,确定PuCO的基电子状态为((X)7A").在相对论有效原子实势近似下,应用基函数6-311G*和密度泛函理论B3LYP方法,全电子计算了钚化物的能量E、定容热容CV和熵S.应用电子振动近似理论,即用单个分子PuCO中的电子和振动能量和熵近似代表它们处于固态时的能量和熵.计算所得到的PuCO气态分子的结构与不同温度下的热力学函数.根据热力学原理,计算得到PuCO气态分子在不同温度下的标准生成自由能变均为较大正值,据此说明,uCO气态分子不具有热力学稳定性.     

纳米分子器件的递归格林函数方法的研究

利用递归格林函数方法,对4,4,吡啶分子的量子传导特性进行了理论研究,得出了入射电子通过纳米分子桥的电子传输谱.结果显示透射电子传输峰值的出现是传导电子与分子轨道能级谐振的结果.     

单分子二极管整流特性的第一性原理计算

在分子电子学领域中, 设计分子的结构可以实现特定的功能. 单分子二极管的整流行为是极具吸引力的器件功能之一. 研究了对称分子和非对称分子结的电子输运, 分别对应为四苯基和二嘧啶基二苯基单分子结, 二者均是共价结合到两金属电极. 与其同源对称嵌段相比, 非对称二嵌段分子表现出明显的整流行为, 且电子输运方向是从二苯基流向二嘧啶基. 利用密度泛函理论(density functional theory, DFT)和非平衡格林函数(non-equilibrium Green's function, NEGF)结合的第一性原理方法研究了单分子结的电子结构及其量子输运. 电流-电压 ($I$-$V$)曲线的非对称性可以用非对称分子二嵌段在偏压下由于电子态的局域性带来的非平衡效应进行解释. 本理论计算定性上符合其他小组的实验结果, 且尝试了不同的末端接触. 结果发现, 实验中的扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope, STM)针尖接触结构会一定程度地抵消非对称分子的整流效应, 而 STM 针尖接触结构的结果分析也符合之前的理论预测.     

大气压氩气微波等离子体参数的光谱诊断

为了深入了解大气压下氩气微波等离子射流内部电子的状态,利用发射光谱法对大气压下氩气微波等离子体进行了诊断.以玻尔兹曼斜率法对等离子体中电子激发温度进行测算,以斯塔克展宽计算电子密度.研究了等离子体射流方向上不同区域电子激发温度和电子密度的分布规律及微波功率对电子激发温度和电子密度的影响.结果表明,在本实验条件下等离子体射流电子激发温度为4 000～6 000 K,电子数量密度为(2.4～2.8)×1018 cm-3,电子激发温度和电子密度的最大值均出现在距波导管底边20 mm处,并以此处为中心,分别向上下2个方向呈现不完全对称的递减分布,微波功率增加影响等离子体电子密度和电子温度的交替上升.     

含硫、含磷的杂硼烷半拓扑结构计算公式研究

硼烷骨架中的硼原子被其它非金属原子取代后得到硼烷 (heterborane)。作者通过研究 ,首次给出了含硫、含磷的杂硼烷的结构通式和骨架成键电子对数的计算公式。分别为 :[(CH) a(BH) pSfHq]d,b =12 (2n a 2f q d) ;[(CH) a,(BH) pPgHq]d,b =12 (2n a g q d) 再利用Wade判别规则 ,可迅速而准确地预测这类杂硼烷的半拓扑结构图式。     

基于计算机仿真的双能液体安全检查系统校正方法

双能液体安全检查系统采用CT成像方法,能够获得被扫描物体的原子序数和电子密度信息,具备物质识别能力,能准确排查出行李中所含液体的违禁品和危险品,相比于只提供衰减系数信息的传统成像方法有着突出的优势。然而,金属容器存在的情况下,重建出的原子序数图像中存在较大的误差,给物质识别造成了困难。该文提出了一种针对金属容器问题的校正方法:首先,进行初始重建,从重建图像中估计出容器的形状和位置参数;然后根据参数设置投影模型,采用计算机仿真技术,获得容器的光电系数积分和Compton系数积分的估计值;最后,分离出液体对应的光电系数积分和Compton系数积分,消除了金属容器的影响,重建出液体的原子序数和电子密度。实验证明,这一校正方法能有效地降低重建误差。以铁容器装水情况为例,进行了多组实验,经校正后,原子序数相对误差由高于14%降低为低于2%的水平。     

低维电子气的费密能量与温度的关系

在探索新型材料的过程中 ,人们发现金属材料的一系列实验现象不能由三维电子气的费密能量与温度的关系来解释 ,但它们具有明显的低维特征 ,为此 ,该文研究了低维电子气的费密能量与温度之间的关系。研究结果表明 ,在低温情况下 ,低维电子气费密能量随着温度的变化关系与三维电子气是不相同的 ,尤其在一维情况下 ,电子气费密能量的变化量随着温度的变化规律与三维时恰恰相反。     

周期耦合量子阱中电子数分布的时间演化计算

定量分析了电子在周期驱动耦合量子阱中的运动情况,导出了绝热近似条件下时间演化算符的表示,计算了不同初始条件下阱中电子数分布随时间演化的关系.       

溶剂对TCNQ的红外和紫外-可见吸收光谱的影响

测量了7,7,8,8-四氰基对苯醌二甲烷(TCNQ)在5种溶剂中的红外和紫外-可见吸收光谱,用分子间相互作用的理论模型进行了分析,并通过建立LSER方程验证了频率变化是由于给体和受体配合所致.结果表明:TCNQ氰基的伸缩振动频率随溶剂电子受体数的增加而发生红移;吸收频率随溶剂极性参数ET(30)和ENT的增加而发生蓝移,并且ETN参数比ET(30)能更好地描述TCNQ的溶剂极性.     

量子统计理论对白矮星的分析

用量子统计理论分析了白矮星的组成、性质以及白矮星存在的原因,只有白矮星上电子气体的简并压与自引力达到平衡时,白矮星才能存在,并求出钱德拉塞卡极限质量、密度和极限半径。     

极区中层电子数密度不均匀特征尺度与尘埃声波波长的估计

基于火箭探测数据的结果及相关理论,给出了极区中层尘埃等离子体电子数密度不均匀特征尺度与尘埃声波波长的量级,对两个量级的比较得出,电子数密度不均匀特征尺度远远大于尘埃声波波长,为采用局域均匀假设建立极区中层尘埃等离子体纵波色散关系奠定了基础．     

扫描电子显微镜成像方法的研究

本文从五个方面详细讨论了选择扫描电镜最佳成像参数的方法。并通过对两种纯元素对样品的原子序数反差的计算得到两点结论:(1)当两元素的原子序数差减小时,其图像的空间分辨迅速提高。(2)在快速帧速率下视频寻找成像区域时,为了分辨出图像中低于1％的反差水平,束流需达500nA束斑直径达1μm或更大些。     

碱金属原子主量子数的确定

在原子物理学中，确定碱金属原子中价电子的主量子数ｎ是一个重要问题。通过将碱金属原子（如Ｌｉ）的光谱项图与氢的光谱项图进行比较，能够简单而直接地解决这一问题。这对教学是必要的。