过渡金属M(V,Cr,Mn)掺杂ZnS的电子结构和光学性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,对ZnS和掺杂过渡金属V,Cr,Mn的ZnS超晶胞结构进行结构优化,计算了掺杂前后的电子结构和光学性质,对结果进行了比较分析.结果表明:掺杂系统在费米能级附近出现了不对称的现象,这部分的态密度主要由过渡金属的3d态贡献;ZnS和掺杂过渡金属V,Cr,Mn的ZnS系统的光学性质在低能区域有较大的差异,与ZnS相比,掺杂系统的吸收边发生红移.     

Mg掺杂硅团簇MgSin(n=1~10)的结构和电子性质研究

运用杂化密度泛函B3LYP理论方法,在6-311+G(d,p)基组水平上对MgSin(n=1~10)多种低能异构体进行优化,获得了各个尺寸下团簇的最低能量结构,并研究MgSin(n=1~10)的结构特点和电子性质.结果表明单个镁原子掺杂硅可得到稳定的二元掺杂团簇.     

Mn掺杂(ZnTe)12团簇结构和磁性质

本文采用第一性原理密度泛函理论系统地研究了Mn原子单掺杂和双掺杂(ZnTe)12团簇的结构和磁性质.我们考虑了两种掺杂方式:替代掺杂和间隙掺杂.首先比较了各种掺杂团簇的稳定性.结果表明,对于单掺杂,替代掺杂团簇是最稳定结构,而对于双掺杂,间隙掺杂团簇是最稳定结构.在结构优化的基础上,对掺杂团簇又进行了磁性计算.团簇磁矩主要来自Mn-3d态的贡献,4s和4p态也贡献了一小部分磁矩.由于轨道杂化,相邻的Zn和Te原子上也产生少量自旋.     

密度泛函研究Pb_(12)团簇的结构和电子性质

用密度泛函理论研究了Pb12团簇几种异构体的原子结构和电子性质,发现基态是形变二十面体笼结构,而完好的高对称性(Ih)二十面体结构是能量非常接近基态的亚稳态.高对称性团簇形成稀疏离散的电子态密度和大的电子能隙.     

过渡金属掺杂ZnO纳米线结构、电子性质和磁性质

本文采用密度泛函理论系统地研究了过渡金属原子Co和Ni单掺杂和双掺杂ZnO纳米线的结构、电子性质和磁性质.所有掺杂纳米线的束缚能都为负值,表明掺杂过程是放热的. Co原子趋于占据纳米线中间位置,而Ni原子趋于占据纳米线表面位置.所有掺杂纳米线能隙都小于纯纳米线能隙,并显示出直接带隙半导体特性.纳米线的总磁矩主要来源于磁性原子的贡献. Co掺杂纳米线出现了铁磁和反铁磁两种耦合状态;而Ni掺杂纳米线出现了铁磁、反铁磁和顺磁三种耦合状态.     

中等尺寸ZnSe团簇结构稳定性和电子性质研究

文章研究了中等尺寸的(ZnSe)n(n=24,28,36,48)团簇的结构稳定性和电子性质.通过手工搭建和从体材料中切割得到团簇构型,并参考了其它Ⅱ-Ⅳ族团簇的一些低能结构,使用DMol软件包进行结构优化和能量计算.研究结果表明,中等尺寸的(ZnSe)n团簇,当n=24,28和36时,笼状和管状结构的能量最低;当n=48时,纤锌矿(WZ)体材料结构的能量最低;笼状结构、管状结构具有相对较大的HOMO-LUMO能隙,而洋葱结构和WZ体材料结构的能隙相对较小.     

Tan和Tan-(n=2-8)团簇的结构与电子性质的密度泛函研究

利用密度泛函理论在B3P86/LANL2DZ水平上研究了Tan和Tanˉ(n=2-8)团簇的几何结构,电子性质和稳定性.通过平均键能和二阶能量差分的分析,我们发现Ta4,Ta4ˉ,Ta7 和Ta7ˉ团簇的稳定性相对较高.全面优化几何结构之后,我们发现含有相同数目原子的Tan和Tanˉ(n=2-8)团簇具有相同的几何结构.我们也对绝热电子亲和能做了计算,以便为以后的实验作比较.     

Sc_nN(n=2～12)团簇的结构与稳定性研究

基于第一性原理,在密度泛函理论框架下,用广义梯度近似(GGA)的方法研究了团簇ScnN(n=2～12)的几何构型和电子结构,计算了它的束缚能、结合能、最高占据轨道与最低占据轨道之间的能隙、离解能等性质.结果表明,对于ScnN(n=2～12)的所有团簇,可以有11种基态构型,但稳定的只有Sc6N和Sc10N这两种构型,其原因在于中心原子参与了轨道的杂化,中心原子是否参与轨道的杂化,对团簇稳定性有重要影响.     

Asn(n=2-12)团簇几何结构和电子性质的DFT研究

采用DFT(Dpensity-function theory)下的B3LYP方法研究了Asn(n=2-12)团簇的平衡几何结构,基态团簇的相对稳定性及电子性质.结果表明,n≥5时团簇易于形成四元环和五元环结构单元,从As6开始团簇的基态以层状结构居多.团簇的平均束缚能、离解能、能量二阶差分、前线轨道能级以及能隙均表明As2、As4和As8为幻数团簇.最后,计算分析了基态团簇的振动频率,红外和拉曼光谱以及极化率,得到As4拉曼光谱峰值对应的谐振频率与实验值符合较好.     

密度泛函理论研究EuSin(n=12-18)团簇的结构、稳定性与电子性质

本文采用基于密度泛函理论的B3LYP/CEP 31G方法,对EuSin(n=12- 18)团簇的平衡结构、基态相对稳定性、电子性质及其随团簇尺寸的变化趋势进行了研究.结构优化和绝热电子亲和势(AEA)的计算结果表明,从n=12开始Eu原子开始占据了团簇的内部位置并形成笼状结构,同时AEA计算结果表明EuSi13团簇获得电子的能力最强.团簇的平均结合能、离解能、能量二阶差分计算结果均表明当n=13、15、17时团簇是比较稳定的.能隙分析说明(F1)掺杂后团簇的化学活性有所增强,n=16时团簇具有较高化学稳定性.Mulliken布居分析表明n=13 - 17时电荷由Si原子向Eu原子转移而电荷转移量随n的增大而减少,在n=18时Eu原子电荷为正值开始失去电子,电荷转移方向出现了翻转.     

MSn10(M=Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni)团簇的稳定性和磁性研究

采用密度泛函理论(density functional theory,DFT)中的广义梯度近似(generalized gradient approximation,GGA)对Sn11团簇的4种同分异构体(对称性分别为D5h,D5d,D4h,D4d)的几何结构、电子结构计算研究,得出对称性为D5d的团簇最稳定.将Sn11团簇的中心原子替换成过渡金属原子成为MSn10(M=Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni)团簇,对其稳定性和磁性进行了分析.在Sn11团簇中将中心原子替换成过渡金属原子后,束缚能都变小了,说明过渡金属原子的替换提高了原锡团簇的稳定性,其中NiSn10团簇的束缚能最小,稳定性最强.过渡金属原子都具有一定的磁性,当把这些原子掺入锡团簇后,过渡金属原子的磁性都有所减弱,其中MSn10(M=Sc,Ti,V,Ni)团簇的磁性完全消失,其原因在于掺杂后,团簇中各原子的电荷分布发生了变化.     

Theoretical study on photophysical property of C60M（CO）5 （M=Cr,Mo and W）

Configurations of three η2 models of transition-metal [60]fullerene derivatives C60M（CO）5（M=Cr, Mo and W） have been optimized at B3LYP/LanL2DZ level. On the basis of the optimized geometrical structures, their electronic spectra and the frequency dependence of third-order nonlinear optical polarizabilities γ in different optical processes of third-harmonic generation （THG）, electric-field-induced second-harmonic generation （EFISHG） and degenerate four-wave mixing （DFWM） are calculated by using TDB3LYP model based on LanL2DZ level coupled with the SOS （sum-over-state） method. The obtained results show that their electronic spectra have a red shift compared with that of [60]fullerene and different transition-metal functional groups added to C60 cage may result in different spectrum properties. For the three studied species, （η^2-C60）Mo（CO）5 has the largest third-order nonlinear optical polarizability.     

Theoretical study on photophysical property of C_(60)M(CO)_5 (M=Cr,Mo and W)

Configurations of three η2 models of transition-metal 60 fullerene derivatives C60M(CO)5(M=Cr,Mo and W) have been optimized at B3LYP/LanL2DZ level.On the basis of the optimized geometrical structures,their electronic spectra and the frequency dependence of third-order nonlinear optical polarizabilities γ in different optical processes of third-harmonic generation(THG),electric-field-induced sec-ond-harmonic generation(EFISHG) and degenerate four-wave mixing(DFWM) are calculated by using TDB3LYP model based on LanL2DZ level coupled with the SOS(sum-over-state) method.The obtained results show that their electronic spectra have a red shift compared with that of 60 fullerene and dif-ferent transition-metal functional groups added to C60 cage may result in different spectrum properties.For the three studied species,(η2-C60)Mo(CO)5 has the largest third-order nonlinear optical polarizability.     

An atomistic simulation of site preference and vibrational properties of UMxAl12-x （M = Fe, Co, Ni, Cr and Mn） and UMxAl1z-xHx

A series of lattice inversion pair potentials are used to evaluate the phase stability and site preference for uranium intermetallics UMxAl12-x (M = Fe, Co, Ni, Cr and Mn) and their related hydrides. Calculated results show that Fe, Co, Ni, Cr or Mn atoms preferentially substitute Al at the 8f site. Interstitial H atoms only occupy 2b interstitial sites in UMxAl12-x. Calculated lattice constants are found to agree with a report in the literature. Elastic constants and bulk modulus of UMxAl12-x and UMxAl12-xH were also investigated. In particular, the phonon densities of states (DOS) of these actinide compounds were evaluated for the first time.     

Hydrogen storage properties of (Ti0.85Zr0.15)1.05Mn1.2Cr0.6V0.1M0.1 (M=Ni, Fe, Cu) alloys easily activated at room temperature

The(Ti_(0.85)Zr_(0.15))_(1.05)Mn_(1.2)Cr_(0.6)V_(0.1)M_(0.1)(M=Ni, Fe, Cu) alloys with a single C14-type Laves phase have been fabricated by arc melting. They are able to be easily activated by one hydrogen absorption and desorption cycle under 4 MPa hydrogen pressure and vacuum at room temperature. Partial substitution of M for Mn results in the increase of hydrogenation and dehydrogenation capacities in an order of Ni Fe Cu. M elements increase the absorption and desorption plateau pressure in an order of(Ti_(0.85)Zr_(0.15))_(1.05)Mn_(1.2)Cr_(0.6)V_(0.1)Cu_(0.1)(Ti_(0.85)Zr_(0.15))_(1.05)Mn_(1.2)Cr_(0.6)V_(0.1)Fe_(0.1)(Ti_(0.85)Zr_(0.15))_(1.05)Mn_(1.2)Cr_(0.6)V_(0.1)Ni_(0.1). The(Ti_(0.85)Zr_(0.15))_(1.05)Mn_(1.2)Cr_(0.6)V_(0.1)Cu_(0.1) alloy has reversible hydrogen capacities of 1.81 wt% at 273 K and 1.58 wt% at 318 K with formation enthalpy(ΔH_(ab)) of-20.66 kJ mol~(-1) and decomposition enthalpy(ΔH_(de)) of 27.37 kJ mol~(-1). The differences in the hydrogen storage properties can be attributed to the increase of the interstitial size for hydrogen accommodation caused by the increase of unit cell volumes in the order of(Ti_(0.85)Zr_(0.15))_(1.05)Mn_(1.2)Cr_(0.6)V_(0.1)Ni_(0.1)(Ti_(0.85)Zr_(0.15))_(1.05)Mn_(1.2)Cr_(0.6)V_(0.1)Fe_(0.1)(Ti_(0.85)Zr_(0.15))_(1.05)Mn_(1.2)Cr_(0.6)V_(0.1)Cu_(0.1).     

CO在钙钛矿型稀土氧化物LaMO_3(M=Cr,Mn,Fe,Co,Ni)上的氧化反应

本文用柠檬酸络合法制取了比表面为18.3～31.2m~2/g的LaMO_3(M-Cr,Mn,Fe,Co,Ni)系列化合物。X射线衍射(XRD)鉴定均为单一相钙钛矿型氧化物。LaCrO_3与LaFeO_3物属于正交晶型;LaMnO_3,LaCoO_3和LaNiO_3属三方晶型。在反应温度低于300℃时,一氧化碳氧化反应催化活性次序为:LaMnO_3>LaCoO_3>LaNiO_3>LaFeO_3>LaCrO_3,呈现出LaMO_3晶格氧化合能愈低,催化活性愈好的规律。     

S2O82-/ZrO2-MxOy(M=Al,Fe,Cr,Mn,Ti)固体超强酸催化剂的研制

制备了一系列金属氧化物MxOy(M=Al,Fe,Cr,Mn,Ti）促进的S2O8^2-/ZrO2-MxOy固体超强酸催化剂，用乙酸和正丁醇的酯化反应研究了制备条件对催化剂活性的影响，实验结果表明，催化剂对酯化反应有很高的催化活性，添加不同的金属氧化物对催化剂的酯化反应催化活性有不同的影响，其中Cr含量为0.5%的催化剂S2O8^2-/ZrO2-Cr2O3对乙酸和正丁醇的酯化反应具有很高的催化活性，乙酸的转化率高达86.1%，而在相同条件下，不加催化剂时乙酸的转化率仅为26.9%，制备条件对催化剂活性影响很大，通过X射线衍射分析（XRD）证实，催化剂中ZrO2主要以四方晶相（Tetragonal phase）存在，少量以单斜晶相（Monoclinic phase）存在，T相和S2O8^2-是保证催化剂活性的关键因素。     

［M_2M＇O_2（OAC）_7（bipy）_2］Cl（1，M＝M＇＝Fe；2，M＝Fe，M＇＝Cr；M＝M＇＝Cr）的电子光谱研究

测定了标题３个化合物乙腈溶液的电子光谱，应用简化为Ｏｈ对称性的配位场理论以解释其ｄ－ｄ跃迁光谱，计算出化合物中有关金属离子的配位场参数，发现四核物中不同结构环境的相同金属离子能敏感地在谱学性质上反映出其差异。     

Ga12－nAs n（n＝0～12）系列团簇基态结构及稳定性的研究

在基于第一性原理的ADF程序平台上,对Ga12－n Asn （n＝0～12）系列团簇的基态结构、能量、能隙、电离能和亲和势等物理性质进行了随机筛选和精确计算．对结果的分析表明,随着 n的增加,团簇的总能量几乎呈线性下降,电离能从5．9eV上升到7．3eV,亲和能在2．0～2．7eV之间波动,电离能比亲和能大,HO‐MO‐LUMO能隙从0．6 eV上升到2．2 eV ,并在 n＝4～9之间,呈现明显的奇偶性振荡,与能量的二阶差分所显示的相一致,表明在 n＝3、5、11处团簇将具有较高的稳定性．