电子结构计算方法研究进展

电子结构方法是化学物理研究中的一个重要的研究领域。电子结构方法普遍被用来计算分子和固体材料的各种物理和化学性质,并在理解各种化学反应机理方面有着重要的基础地位。改进现有方法、发展新的电子结构方法一直是该领域的研究热点。分析和讨论了电子结构计算方法特别是基于波函数的低标度电子结构方法研究的最新进展;报告了最近在定域关联方法的发展及其在有机光电材料理论研究的应用方面所作的工作,结果表明,定域关联方法可以在大幅度降低计算代价的同时保证计算精度,是一种很有前途的实现低标度电子结构方法的途径。     

电负性概念的发展与功能无机新材料的设计研究

电负性概念1932年由著名化学家L.Pauling提出并首次定量标度,它表示"分子中的原子将电子吸引向自身的能力".作为化学领域里非常重要的原子参数,电负性为人们提供了一种简便而有效的方法预测化学键的性质,进而预测分子和晶体的各种物理化学性质.80年来,电负性概念不断发展,出现了离子电负性、键电负性、基团电负性等概念,这些概念的提出丰富和发展了电负性理论,并使电负性概念成为材料研究的有效工具.随着新材料的迅速发展,电负性方法和模型被广泛应用于预测材料的组成和结构,以及定量计算材料的各种物理性质,如功函数、肖特基势垒高度、带隙、弹性模量、硬度等,对于人们设计和发展新颖的功能无机材料具有重要的应用价值.     

同步辐射技术和透射电镜技术以及密度泛函理论相结合的综合表征方法及其应用

同步辐射技术和透射电镜技术是研究材料的重要表征手段,广泛应用于物理、化学、材料、环境与能源等学科的前沿研究领域.这两种技术方法,其物理原理是光子和电子与材料的相互作用,包括光子在材料中的散射与吸收,电子的衍射与能量损失等,从而演化出各种具体表征手段.从物理本质看,基于量子力学的密度泛函理论,其本征函数可以与同步辐射X射线的衍射和透射电镜电子的衍射得到的电荷密度相对应,而其本征值则可以与同步辐射X射线的吸收谱和光电子谱以及透射电镜电子的能量损失谱得到的能级或能带信息相对应.这些对应关系使得这两种技术手段和理论计算方法可以互相验证也可以互相补充,从而对材料的结构和电子信息的分析更为全面细致.本文综述了同步辐射技术和透射电镜技术的进展,通过典型材料表征进行举例说明,这两种技术结合密度泛函理论,能够深入分析功能材料的晶体结构信息以及各种物理化学性能.最后展望了这三种方法相结合的未来发展趋势.     

固体及电子结构的计算——理论和计算方法

这是一本关于固体和分子电子结构计算的非常实用的专著。对于凝聚态物理和理论化学这两个不同的领域，这个问题都占有十分重要的地位，因为它可以提供对于物质性质的最基本的了解。本书的作者通过在欧洲许多国家和印度组织了多次电子结构和计算物理方面的会议、暑期学校及研讨班等活动，收集整理了许多讲义，     

趋于线性标度的增长法:基于局域定域分子轨道的双电子积分（英文）

基于哈特里-福克的增长法与量子快速多极展开方法相结合对大体系的计算可以达到线性标度。然而,只要把双电子积分从原子轨道转换到定域轨道,然后直接从定域分子轨道构建福克矩阵是更加简单的方法。增长法采用截断的手段剔除那些不需要转换的积分从而每一步增长法的计算量几乎不变,这些手段包括采用舒瓦茨不等式、分子轨道系数的筛选、以及利用杂化轨道等可进一步减少双电子转换的数目。对水分子链体系的测试证明线性标度是可以达到的。这个新方法表明如果一个相互作用区域不超过120个定域分子轨道,它就比从原子轨道构建福克矩阵的方法更有效率。     

电子贴附解离过程中的物理和化学

电子贴附解离是低能量电子与分子碰撞的重要过程,涉及电子与靶分子的相互作用、电子-分子共振态、瞬态负离子分子的解离动力学等基础物理和化学问题.本文对近年来该领域的重要进展,特别是基于负离子速度成像方法的实验研究,进行了阶段性总结,并对其未来发展方向和潜在应用进行了讨论.     

以密度泛函理论及相关方法计算电负性标度

在化学及相关领域里电负性是非常基本的重要概念，而电负性标度是极其有用的理化参数。应用密度泛函数理论及其局域密度近似、局域密度近似加非局域性校正和改进的Slater过渡态方法，并在计算中考虑了相对论效应，把元素的电离能和电子亲合能的计算扩到周期表的107种元素，并依据能量型标度的定义式，采用有限差分方法计算了这107种元素的电贡性及其标度，同时计算结果较以前文献报道同样根据密度泛函理论便使用其他方法诸如近似的交换相关泛函数的计算结果有所改进，与实验值更为接近，该电负性新标度将在分子结构参数化表达、生物活性自适化预测和构效关系定量化模建等方面获得广泛应用。     

用Dirac-Fock计算方法对类镁离子价电子体系的研究

类镁离子在天体物理、等离子体物理等研究领域的研究中都有非常重要的作用.在多组态Dirac-Fock方法的框架下,考虑相对论多组态相互作用,计算出了类镁等电子数系列3s2-3s3p跃迁的各种原子结构参数,其中考虑了价电子与价电子、价电子与原子实内的电子以及原子实内电子之间的关联效应.在计算中,初态和末态不能相同,还要独立...     

对普通本科院校开设计算化学实验的思考

计算化学已成为化学、物理、生物、材料等专业最活跃的研究领域之一,是目前重要的科研手段和实验方法．本文分析了普通本科院校开设计算化学实验的可行性和必要性,并提出了开设计算化学实验应注意的问题．     

材料物理与化学重点学科

<正>一、重点学科概况材料物理与化学是在分子、原子、电子层次上研究材料物理和化学行为规律的科学,通过对材料的成分结构与功能设计,实现材料的目标功能合成;探索材料的主要性能及其与成分结构的关系;研究和发展新型先进材料和相关器件,培养材料、物理     

碳膜材料的热学性能及研究进展

基于碳材料独特的结构,概述了其优异的热学性能以及作为散热材料在电子器件散热领域中的应用。着重介绍了石墨烯膜、碳纳米管膜和石墨膜材料的研究进展,同时阐述了影响碳膜材料热导率的关键结构及其控制方法,最后提出了发展高导热碳基复合材料的研究策略以及面临的挑战。     

交叉结构共轭光电材料研究

近年来有机光电功能材料的研究取得显著进展,成为材料研究领域新的热点.有机共轭化合物因其良好的热稳定性和化学稳定性得到了研究者的青睐.有机小分子材料结构明确、纯度可控,有利于研究材料结构和性能的关系,近年来成为研究的热点,一系列的交叉型齐聚物的构筑对于该研究领域的进步起到了很大的推动作用.着重介绍近年来在该研究领域一系列新颖的交叉型的分子体系,探究材料结构与性能的关系.     

不同溶剂体系制备的Co-B催化剂应用于糠醛选择性加氢制备糠醇

选用不同溶剂配制CoCl2溶液，由化学还原法制备了一系列Co-B非晶态合金催化剂，这些催化剂在糠醛选择性加氢制备糠醇反应中均显示高选择性(接近100％)，而乙醇介质中制得的Co-B催化剂，其催化活性显著高于其他溶剂所制备的催化剂、结合表征，初步探讨了不同溶剂对催化剂的结构、电子态以及催化性能的影响．     

钛纳米线力学、热学和电子性质的结构与尺寸依赖性

为了研究金属纳米物理性质与结构和尺寸之间的关系,我们选择不同结构和生长序列的几个典型的超细Ti纳米线,即四边形、五边形和六边形序列,以及六边形序列的两个较大体系,以分别考察结构和尺寸效应.我们计算了Ti纳米线的角关联函数和振动谱,电子态密度用平面波赝势的密度泛函电子结构自洽场计算.采用分子动力学方法研究Ti纳米线的热力学融化行为.结果表明,Ti纳米线的振动性质和电子性质表现出渐进的尺寸演化和明显的结构关联;较小的纳米线的电子态密度是类似分子的离散谱,而当线的直径大于1*!nm时便表现为类似体材料的电子结构.Ti纳米线的融化行为既不同于团簇也不同样块体材料,表现出明显的结构和尺寸依赖性.对较大尺寸的纳米线,我们观察到从螺旋多壳的圆柱体到类似块体的结构相变.     

基于AFM纳米加工机理和方法的研究进展

作者介绍了近期基于AFM纳米加工方法的最新研究进展，探讨了AFM纳米加工过程中的机理，重点分析了利用AFM针尖诱导表面氧化，针尖诱导表面改性，纳米刻蚀加工，纳米化学反应，单分子，单原子操纵及纳米结构组装等6种基于AFM的纳米加工方法，为今后纳米信息产品的研究和开发奠定了基础，纳米加工技术是一门综合性的交叉学科，研究内容涉及到物理学、化学、生物学、材料学以及机械学等许多方面，文中不仅指出了理阶段研究中存在的问题，并提出了今后需要重视的研究方向。     

基于SOTER的漳浦样区土系主要理化性状空间自相关分析

选取闽东南漳浦沿海低丘台地区为样区,依托SOTER理论和地理信息系统技术,从漳浦样区SOTER数据库中选取地貌图、岩性图和土系图,对样区17个典型土壤剖面理化性质进行空间自相关分析.结果表明,样区土系理化性质具有从沿海至内陆方向变异的全局趋势,去除趋势面后各向异性不明显.将地貌图、岩性图和土系图叠加后可知影响土系空间分异的因素中,地貌、微地貌和母岩决定变异的全局趋势,其余因素影响极小.     

环状烃及多面体烃的张力评价及化学键研究

综述了张力学说的历史发展及研究现状，对各种评价环状烃及多面体烃张力的方法（如热化学法，键矩及键偏离参数法，Ｈｅｌｌｍａｎｎ－Ｆｅｙｎｍａｎ力在张力有机分子及化学键研究中的应用等）进行了总结；提出了表征环状有机分子中张力与弯键特性的一系列计算公式，指出Ｈ－Ｆ力为从力途径研究有机分子的电子结构、张力、成键特征、反应性能、张力与稳定性的关系等化学问题提出了一种新的手段。     

基于嵌段共聚物自组装制备Janus纳米粒子的研究进展

 Janus 粒子的两面具有不同的组成或性质,在乳液稳定、药物载体、界面催化及超结构的构筑等方面有着重要应用价值。尤其是基于嵌段共聚物的Janus 纳米粒子,其两面的聚合物链通过共价键相连,结构非常稳定。由于其纳米尺度和柔性及对溶剂、温度、pH 值等外部刺激具有响应性,嵌段共聚物Janus 纳米粒子备受关注。实现嵌段共聚物Janus 纳米粒子形貌和结构可控、组成多样化及批量化制备是该研究的重点和难点。本文综述嵌段共聚物自组装制备Janus 纳米粒子的方法,比较了不同方法的特点及适用范围。     

Pulsed metal organic chemical vapor deposition of InAlN-based heterostructures and its application in electronic devices

As a promising group III-nitride semiconductor material, InAlN ternary alloy has been attracted increasing interest and widespread research efforts for optoelectronic and electronic applications in the last 5 years. Following a literature survey of current status and progress of InAlN- related studies, this paper provides a brief review of some recent developments in InAlN-related III-nitride research in Xidian University, which focuses on innovation of the material growth approach and device structure for electronic applications. A novel pulsed metal organic chemical vapor deposition （PMOCVD） was first adopted to epitaxy of InAlN-related heterostructures, and excellent crystalline and electrical properties were obtained. Furthermore, the first domestic InAlN-based high-electron mobility transistor （HEMT） was fabricated. Relying on the PMOCVD in combination with special GaN channel growth approach, high-quality InAlN/GaN double-channel HEMTs were successfully achieved for the first time. Additionally, other potentiality regarding to AlGaN channel was demonstrated through the successful realization of nearly lattice-matched InAlN/AlGaN heterostructures suitable for high-voltage switching applications. Finally, some advanced device structures and technologies including excellent work from several research groups around the world are summarized based on recent publications, showing the promising prospect of InAlN alloy to push group III-nitride electronic device performance even further.