基于新型融合加法器的随机DFT算法设计

针对目前随机运算结构在多级运算的过程中,运算精度损失严重的问题,提出一种全新的融合随机加法运算结构,并通过一种新的数学分析方法:超几何分解来对此结构进行原理分析,证明了这种加法结构比传统加法结构具有更高的运算精度。 采用融合加法器完成了一种随机离散傅里叶变换算法的架构设计,成功将随机运算的多种优点引入到离散傅里叶变换（DFT）处理领域,并在应用中证明了新型融合随机加法器的有效性。      

孤立条件下α-丙氨酸分子手性转变机制的密度泛函理论

使用基于密度泛函理论B3LYP/6-31+g(d,p)水平上的计算,研究孤立条件下的α-丙氨酸分子手性转变过程.通过寻找包括过渡态和中间体的反应过程各极值点结构,绘制完整的α-丙氨酸分子手性转变路径反应势能面,并分析各极值点的几何和电子结构特性.结果表明:S型α-丙氨酸分子手性碳上的氢原子以羧基上的氧原子为桥梁,转移至手性碳原子的另一侧,实现了从S型到R型α-丙氨酸分子的手性转变;该路径有1个中间体和2个过渡态,最大的反应能垒为326.6kJ/mol,来源于第一个过渡态TS1.     

Growth mechanism of liquid Hg/solid β-HgS metal-semiconductor heterostructures

Density functional theory （DFT） was utilized to simulate the reactions occurred in the mixture solution of cysteine and Hg（II） ions with the ratio 〈 2. Simulation result shows that Hg ions will coordinate to cysteine by the thiol groups with the form of S-Hg2 and S-Hg3; and moreover, the content of free Hg ions can only be reduced by these two forms. OH- plays an important role in the growth of β-HgS, because its nucleophilic substitution reaction supplies plenty of Hg-S-Hg radicals, which will be adsorbed onto the surface of liquid mercury ball and form the precursor of 13-HgS（111） plane. Three valent bonds adsorption of Hg-S-Hg radicals onto the surface of Hg ball has more adsorption energy （-32.768 kcal mol-1） than that of two valent bond adsorption （-20.882 kcal - mol-1）. Hg balls will stop growing after completely covered with Hg-S-Hg radicals and their size will be limited. The growth direction of β-HgS is parallel to the ＂repel- ling＂ force, that is [111] direction in β-HgS lattice. The calculated results are in good agreement with the experimental observations, demonstrating that the DFT method can be taken as a very useful tool to interpret the solution reactions that cannot be solved by conventional methods.     

苯并[1，2-b：4，5-b’]二噻吩-thieno[3，4-易]thiadiazole导电性的理论研究

采用密度泛函理论，在B3LYP／6—31G（d）水平下，对苯并[1，2-b：4，5-b’]二噻吩（BDT）-thieno[3，4-b]thiadiaz01e（TD）的低聚物和聚合物进行了理论计算．其中，BDT为电子供体，TD为电子受体，以1：2的方式结合形成化合物，并计算了二面角、分子内的电荷传输、桥键键长和中心键电荷密度．结果显示：随着聚合链增长，共轭程度增加．NICSs值显示：中心环比边环的共轭程度更大．聚合物的能带结构表明：该聚合物的带隙比较低（0．87eV），故其可以作为潜在的导电材料．     

多酸衍生物非线性光学性质的理论研究新进展

近年来,分子基非线性光学材料因其优异的非线性光学特性受到了人们集中的关注,多金属氧酸盐具有多样的结构和良好的电子性质,作为优良的无机构筑模块参与到分子设计中,可以获得有较好应用前景的非线性光学材料.本文在微结构非线性光学材料方面综合概述了Keggin型和Lindqvist型多酸衍生物类非线性光学材料的理论研究及分子设计进展.     

页岩氮气吸附BET比表面积测定误差校正方法

基于多分子层吸附理论的BET模型是最成熟、最常用于比表面测试的计算方法,然而,针对页岩样品在液氮温度下的氮气吸附数据,选取0.05~0.30间的相对压力点(适用于中孔材料)进行BET比表面计算时,将出现回归曲线相关系数较差、常数C为负值(无物理意义)情况,这一问题往往被测试者忽视。通过页岩的二氧化碳吸附数据运用DFT模型,计算出页岩的微孔分布可知,页岩含有大量0.5~1.0 nm之间的微孔,页岩纳米级孔隙分布范围广的特点是出现上述问题的根本原因,即页岩并非孔径分布较窄的介孔材料。通过调整相对压力点的选取范围,在相对压力0.05~0.20下计算页岩比表面其相关系数能达到0.999 9以上,且在Y轴上产生正截距,该相对压力范围更为合理,计算出的BET比表面更为可靠。     

MX(M=Fe,Ru,Co和Rh, X= Si和Ge) 合金化合物的热力学性质和硬度的第一性原理计算

基于第一性原理,利用赝势平面波法分析MX型合金化合物的结构性质、弹性性质和力学稳定性。计算得到的MSi/Ge的结构参数和形成焓与实验结果以及其他理论计算结果相吻合,结果表明MSi/Ge具有热力学稳定性且易于合成。计算得到了MX型合金化合物的弹性常数、体积模量、剪切模量、杨氏模量、弹性各向同性指标以及泊松比。基于弹性常数,得到了CoSi/Ge和RhSi/Ge的德拜温度-压强曲线。基于计算硬度的半经验模型,计算了该系列物质的硬度。其中,RhSi、FeGe和CoGe具有较高的弹性模量和较低的泊松比,具有成为超硬材料的潜质。     

二氟锗烯与乙烯环加成反应的DFT计算研究

用密度泛函理论的B3LYP方法,以6-311 G**为基组,研究了F2Ge(1A1)与C2H4环加成反应的机理,并用经典过渡态理论计算了该反应在不同温度下的反应速率常数和平衡常数,讨论了取代基对该反应的影响.     

Electronic properties and stabilities of methoxy-substituted Lindqvist polyoxometalates [Nb2W4019CH3]3- by DFT

The electronic properties and stabilities of five [Nb2W4O18OCH3]3-isomers have been investigated using a density functional theory method.The results show that the isomer with the methoxy group occupying a bridging position between two tungsten atoms(two tungsten atoms in the plane that contains two niobium atoms) in the [Nb2W4O18OCH3]3-framework is the most stable isomer in acetonitrile.The stability of the one-electron-reduced isomers changes little.The most stable one-electron-reduced isomer has the methoxy group occupying a bridging position between niobium atoms in the [Nb2W4O18OCH3]4-framework.The M-Ob(M = Nb,W;b denotes bridging) bond lengths in anions in which the metal atoms are connected by a methoxy group are longer than those in [Nb2W4O19]4-.The highest occupied molecular orbitals(HOMO) in [Nb2W4O19]4-mainly delocalize over the bridging oxygen atoms of two niobium atoms and two tungsten atoms located in the equatorial plane,and the bridging oxygen atoms on the axial surface.The lowest unoccupied molecular orbitals(LUMO) of [Nb2W4O19]4-are mainly concentrated on the tungsten atoms and antibonding oxygen atoms.Methoxy substitution modifies the electronic properties of the [Nb2W4O18OCH3]3-isomers.The HOMOs in the five isomers formally delocalize over the bridging oxygen atoms,which are distant from the surface containing the methoxy group and four metal atoms.The LUMOs delocalize over the d-shells of the four metal atoms that are close to the methoxy group,and the p-orbitals of oxygen.One-electron reduction occurred at the tungsten atoms,not the niobium atoms.     

钌配合物[Ru(phen)2(7-R-dppz)]2+( R=-CH3,-F,-CF3)的合成、表征及DNA键合性质

合成并表征了三个钌(II)多吡啶配合物[Ru(phen)2(7-CH3-dppz)]2+ (i)、[Ru(phen)2(7-F-dppz)]2+ (ii)和 [Ru(phen)2(7-CF3-dppz)]2+ (iii).利用光谱法和粘度实验研究了配合物与DNA的结合行为.结果表明3个配合物均以插入方式与DNA结合,其与DNA的亲和力顺序为(ii) > (i) > (iii).同时采用密度泛函(DFT)理论计算合理解释了3个配合物与DNA结合行为的差异.