异质富勒烯[4,6]-C22X2（X=B,N）的密度泛函理论研究

在混合密度泛函B3LYP理论下,用6-31G（d）基函数对同位置取代[4,6]-C24所得的3种衍生物（C22BN,C22B2和C22N2）进行了几何构型优化和频率分析,计算了前线轨道能级差、电离势、电子亲和势、绝对电负性和整体硬度.结果表明,所研究的C22X2（X=B,N）3种衍生物中,C22B2具有最小的电离势I、电子亲和势A和绝对电负性χ,这说明它更容易被氧化和与亲电试剂反应.与全碳分子C24相比,B,N的取代降低了富勒烯分子的稳定性.     

双偶氮蒽醌衍生物分子的电子光谱与三阶非线性光学性质

采用密度泛函理论B3LYP方法和6-311+G(d)基组对5个双偶氮蒽醌衍生物分子进行结构优化与频率计算,运用含时密度泛函理论(TD-DFT)对其最稳定构型进行吸收光谱计算,并采用有限场(FF)方法及自编程序计算其三阶非线性光学性质(NLO).结果表明,组成双偶氮蒽醌衍生物分子的三个环不共面.在偶氮苯对位对称地引入不同的给电子基团,随给电子能力增强(按a-b-c-d-e顺序),分子的共面性增强,HOMO和LUMO本征能量值均升高,能隙降值依次减小,最低能量吸收波长明显红移,分子的三阶NLO系数)增大.尤其是引入强供电子基(如-N(CH3)2与-NHCH3),能显著增大分子的三阶NLO系数).因此,在双偶氮蒽醌的偶氮苯对位对称地引入较强的供电子基,可以设计成为良好的三阶非线性光学材料.     

芘及其衍生物分子的非线性光学性质

使用密度泛函理论和有限场方法在B3LYP/6-311++G~(**)理论水平计算芘及其5个衍生物分子的非线性光学性质.结果显示:芘及其OH—、CH_3O—、F—、C≡N—和CH≡C—基团取代衍生物分子的最低能量电子跃迁均为HOMO到LUMO的π-π~*跃迁.6个分子具有良好的三阶非线性光学性质,引入CH≡C—的分子三阶非线性光学性质最大,为2.7×10~5a.u..     

含乙酰胺基链苯并菲盘状液晶分子的电子光谱与非线性光学性质

在密度泛函理论B3LYP/6-31G**理论水平上,计算含乙酰胺基链苯并菲分子的电子吸收光谱和非线性光学性质.研究结果显示,该分子的最大吸收波长和最低能量跃迁吸收波长分别为282和334nm,在近紫外区.该分子的二阶和三阶非线性光学性质计算值分别为235.60和1.11×105 a.u..     

环蕃分子及其衍生物非线性光学性质的理论研究

采用密度泛函理论计算方法研究了环蕃分子及其衍生物的非线性光学性质,探讨了将其作为非线性光学开关材料的可能性.计算结果表明:当不施加外电场时,该新型分子和设计的衍生物分子均为中心对称结构,其非线性光学响应性质中的第一超极化率为零,对应于分子开关中的"关"状态;而在恰当的外电场强度下,转变为非中心对称结构,并具有很大的第一...     

芳胺取代嘧啶基薁类衍生物二阶NLO性质的DFT研究

采用密度泛函理论(DFT)B3LYP/6-31G**方法,对一系列芳胺取代嘧啶基薁类衍生物的二阶非线性光学(NLO)性质和电子光谱进行了理论研究.结果表明,芳胺取代基位置的变化对分子的NLO性质影响较大,近直线型B类分子较近平面型A类分子具有更大的βtot值,尤其是当R为供电子基团时,分子表现出更好的NLO活性,以及适宜的透光性,可以作为潜在的NLO材料.含时密度泛函(TD-DFT)研究显示,较深层占有轨道与空轨道之间的电子跃迁对分子的二阶NLO效应有重要的贡献.     

分子平面性对其双光子吸收特性影响

利用基于密度泛函理论水平下的响应场方法，研究了新近合成的双光子有机分子的非线性光学性质．计算结果表明，该类分子具有较好的双光子吸收特性，分子的官能团供需电子的能力、分子的平面性都是影响分子双光子吸收特性的重要因素．     

典型轴手性D分子F被H取代的衍生物结构特性的理论研究

使用密度泛函理论的b3lyp方法,在b3lyp/6-31+g(d,p)理论水平上对D分子手性对映体D1的F被H取代的几种衍生物结构、红外振动频率、分子前线轨道进行了理论研究.结果表明:它们的解离产物及手型转变机制会不同;三种衍生物分子的HOMO和LUMO轨道,主要来源于骨架C原子p电子的贡献,F原子的p电子和手性C原子所在环上的H的s电子对前线分子轨道有很小的贡献.     

15种苯并咪唑类药物的密度泛函理论和含时密度泛函理论研究

通过采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)计算15种苯并咪唑类药物分子的量子化学性质。在DFT、TDDFT及B3LYP/6-31+G*组合条件下优化几何结构,确定其药物分子的最高占有轨道、最低未占据轨道、电子亲和性、电子亲电性和电负性等,探究各种因素对分子得失电子能力的影响,从而为今后苯并咪唑类药物结构性能和活性实验提供一定的理论依据。     

分子非线性光学性质的量子化学研究

非线性光学是研究介质在强光作用下产生的非线性光学现象及其应用.以有机非线性光学材料苯并噻唑衍生物和花青苷衍生物共6个分子为代表,根据密度泛函理论优化其分子结构,从而得到它们稳定的分子构型,通过分析键长键角、共轭链长度、轨道图像、跃迁能振子其强度以及二阶非线性光学系数Btol值等数据,得出Btol正比于跃迁偶极距,反比于跃迁能,所以增加的跃迁偶极距和红移的光谱吸收峰会导致Btol增大.     

三聚氰胺分子的电子吸收光谱、二阶极化率及其溶剂效应的密度泛函理论计算

结合自洽反应场（SCRF）法、CPCM溶剂化模型,分别用密度泛函理论法B3LYP、TD-DFT/CAM-B3LYP和有限场（FF）法,对三聚氰胺分子在气相、氯仿以及甲醇溶液中的几何结构、电子吸收光谱、二阶极化率进行了系统的理论计算.结果表明,该分子为准八极结构,其强吸收峰在远紫外区,透光范围宽.最大吸收由两个近简并的激发态跃迁叠加而成,二者呈加和模式,对二阶极化率都有贡献.其几何结构、电子光谱和非线性光学（NLO）极化率都不同程度地呈现溶剂效应.高极性溶剂能显著增大其超极化率,而其最大吸收红移很小.在保持分子基本架构的前提下,通过增大供体与受体核之间的共轭桥,可以在保持良好透明性的前提下,增大超极化率,得到良好的NLO生色团.     

量子化学法研究苯并芘分子的结构和性质

结合HF、B3LYP、B3PW91、MP2等不同经典量子化学方法,在6-311++G(d,p)水平上计算苯并芘的分子结构和电子结构,并对苯并芘分子的几何构型、Wiberg键级、光谱、静电荷布居等进行分析,结合前线轨道理论探讨分子的稳定性和反应活性.结果表明:苯并芘分子呈环状平面型,其中碳原子的活性不同,C(8)的反应活性最高,最容易接受亲电试剂的进攻.前线轨道分析表明:苯并芘分子以接受电子为主,计算得出ΔE L-H=3.048 eV,表明该分子具有适合的能带宽度,可作为有机发光材料的原料.同时计算其在不同温度下的热力学性质.MP2方法在能量计算方面体现出较精确的优势.     

基态HCO分子的结构与势能函数

采用B3LYP密度泛函方法计算优化出HCO分子基态的结构参数,离解能和力常数。用多体项展式理论导出基态HCO分子(2A’)的解析势能函数,其势能面正确地复现出HCO分子的平衡结构特征。     

菊糖同分异构体活性的密度泛函研究

采用密度泛函(DFT)中B3LYP方法,在6-311+G(d,p)基组水平上对葡萄糖、吡喃型果糖、呋喃型果糖、D-万寿菊糖进行了几何构型优化、频率分析、红外光谱、自然电荷布居、NBO分析、分子能量及前线轨道能级计算,推导出分子的稳定性顺序为:呋喃型果糖吡喃型果糖葡萄糖菊糖.引入概念DFT活性指数分析表明菊糖分子的化学势μ数值大、化学硬度η小、亲电指数ω大,表明了它具有特殊的活性.Fukui指数扫描表明菊糖分子中C2原子具有较大的给电子能力,是整个分子的活性中心.抗氧化能力的EBDE数值计算表明2-H最容易断裂,其数值是为94.65 kcal·mol-1,远小于它的绝热电离势,这可为解释菊糖分子的抗氧化活性做合理的理论指导.     

理论研究半金属TiB2的电子结构和光学特性

为了系统地分析半金属TiB₂的能带结构及光学特性，采用密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法，计算分析了TiB₂的电子结构及光学特性。能带结构表明TiB₂具有直接带隙宽度为0.388 eV的半金属材料，在费米能级附近，态密度的价带主要由Ti的3p价电子和B的2p价电子起作用，导带由Ti的3d价电子起主要贡献。从获得的光学特性参数发现在光子能量为0.73 eV处，Ti的4s3p和B的2p电子发生共振，复介电函数的峰值主要出现在低能区，材料对紫外光的最大吸收系数为4.03×10⁵cm^-1。本研究得到的光学特性参数在光电子器件、微电子和紫外探测器等制作方面有着较好的参考作用。     

吡啶甲酸铑阳离子催化甲醇羰基化反应IRC解析及催化剂结构与性能的理论计算

分别采用从头算HF方法和密度泛函(DFT) B3LYP方法,在LANL2DZ基组下,应用内禀反应坐标(IRC)理论分析吡啶甲酸铑阳离子催化甲醇羰基化决速步骤反应沿最小能量途径(MEP)上相互作用分子间化学键的变化,对比[Rh(CO)2I2)]-催化剂,从催化剂结构、分子轨道分布等方面,探讨吡啶甲酸铑阳离子催化剂具有较高...     

富勒烯金属纳米合成物光学非线性吸收比较

富勒烯是一种结构高度对称、物理性质非常稳定的碳团族,但由于它在普通的溶剂中的溶解性较差,限制了它在光限幅方面的应用,为了克服这一缺点,人们合成了多种富勒烯衍生物,与此同时,纳米结构体系材料在光限幅方面所呈现出的良好性能也引起了人们的关注,为了进一步提高光限幅特性,人们在富勒烯衍生物的基础上又合成了基于富勒烯纳米结构体系材料,研究了几种基于富勒烯金属纳米合成物的光学非线性吸收特性,应用Z扫描技术,在532nm波长,8ns脉宽激光下,首次测量了几种富勒烯金纳米合成的非线性吸收特性,实验结果表明,不同取代基影响非线性吸收。     

光孤子在非线性光子晶体弯曲波导中的传输特性研究

通过数值模拟方法研究了非线性光子晶体波导中光孤子的传输特性,研究重点是光在基于二维光子晶体材料制作的弯曲波导中的透射行为,结果表明光孤子经过传统方法制作的弯曲波导后能量完全衰减,而通过调制波导弯曲处晶体的结构,光孤子可以完美的传输,没有畸变和能量损耗。此外,也总结了调制波导弯曲处光子晶体结构以提高光孤子的透射率应遵循的原则。     

DCl分子基态(X1Σ+)的分子结构与势能函数

用量子化学计算方法 CCSD（T）和QCISD（T）,分别在基组6-311＋＋G＊＊和cc-pvdz下,优化计算了DCl分子基态的平衡结构和离解能,得到的平衡核间距与实验值吻合。采用标准Murrell—Sorbie函数并进行了非线性最小二乘法拟合,得到了DCl分子势能函数的解析表达式,并进一步计算出DCl分子的力常数及光谱常数。计算结果与实验数据非常吻合。