甲氧基外围取代四苯并氮杂卟啉结构与性质研究

采用量子化学密度泛函理论(DFT),在B3LYP水平上使用6-31g(d)基组对四苯并四氮杂卟啉α-位、β-位、α和β位引入甲氧基(OM e),进行结构优化.研究结果表明,α和β位同时引入取代基OMe时,H2 Pc-αβ-(OMe)16分子的键长键角变化较明显,不同位置引入取代基对分子的红外吸收有影响.     

低取代二苯并并四苯的合成及性能研究

以傅克酰基化反应、串联的Aldol-Michael反应及Pd-催化的脱卤化氢环化反应为关键步骤,合成了低取代的二苯并并四苯衍生物(DBN).通过 1H-NMR位移值随浓度改变而改变的方法测定了DBN在溶剂中的聚集效应,通过紫外吸收及荧光放射光谱的测定分析了DBN的发光性能.     

乙炔基对苯腈取代芘衍生物光电性质的影响

采用密度泛函理论DFT/B3LYP等方法研究了乙炔基对苯腈取代芘衍生物1,6-二(4-氰基苯基)芘的结构和光电性质的影响.结果表明,1,6-二(2-(4-氰基苯基)乙炔基)芘的分子结构具有高度平面性,电子激发对该化合物的结构几乎无影响.与1,6-二(4-氰基苯基)芘相比,由于乙炔基的引入,1,6-二(2-(4-氰基苯基)乙炔基)芘的热力学稳定性提高,电子注入传输性能增强,能隙减小,光谱红移,且易于分子聚集发生,其不仅有望成为掺杂型发光材料,还有可能是潜在的电子型材料.     

三环喹唑啉及其衍生物的电荷传输性质研究

使用电荷传输的半经典模型Marcus和密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/631G**水平上对三环喹唑啉及其衍生物分子的电荷传输性质进行理论研究.结果显示,硫甲基取代分子的空穴传输和电子传输速率常数相当,速率常数为1.77×1012 s-1,预示可设计成空穴传输和电子传输材料.羟基取代、烷氧基取代、巯基取代分子的空穴传输载流子迁移率μ+与速率常数k+,比苯并菲(TOH)和六氮杂苯并菲(HATOH)液晶分子约大1个数量级,比其电子传输大近2个数量级,显示选择三环喹唑啉为刚性中心核合成盘状液晶半导体材料     

重氮苯振动光谱的量子化学研究

本文利用当今广泛应用的密度泛函量子化学方法在理论上对重氮苯离子的红外振动光谱进行了理论预测.对该离子中的典型振动峰进行了正则振动模式的指认和分析,对取代基位置和溶剂极性对不同的典型振动的波数和强度影响进行了理论计算和分析.通过本研究可以为化学反应过程和产物的确定以及新物质结构的确认提供很好的理论支持.     

氟化并五苯分子光谱和激发态的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)计算了氟化并五苯分子.在几何结构优化的基础上,对其进行频率分析得到了分子的红外光谱和拉曼光谱,并对谱线中的各峰值做了具体指认,同时得到了分子的HOMO-LUMO能隙2.02 eV,表明其是有机半导体材料.利用含时密度泛函理论(TDDFT)对其激发态计算,得到最低10个跃迁允许的单激发态,并分析了光谱的波长范围.     

取代基效应对烯丙胺型苯并噁嗪及其树脂的影响

选取六种不同酚源的烯丙胺型苯并噁嗪，研究苯并噁嗪官能团结构上不同取代基团对此类苯并噁嗪中间体的性质及其树脂热性能的影响。FT-IR测试结果显示，取代基团影响噁嗪环的特征吸收峰值，噁嗪环特征峰随场/诱导效应常数的增大而降低。同时，场/诱导效应的增大降低了苯并嗪中间体中官能团的反应温度。通过DMTA和TG分析了六种聚苯并噁嗪树脂，结果显示，场/诱导效应的增大虽能增大噁嗪树脂的残碳率，但降低了噁嗪树脂的耐热性能和热稳定性。     

取代基对苯并噻吩芳香性的影响

含金属杂原子的共轭体系因在生物医药、化学反应催化等领域展现出广阔的应用前景而备受关注.过渡金属取代的苯并噻吩是一类重要的反应中间体,同时具有孤对电子和芳香性π电子,因此显示出特殊的性质.在M06-L/aug-cc-pVDZ(过渡金属采用aug-cc-pVDZ-pp)水平上,通过核独立化学位移(NICS)、π轨道及各向异性磁感应电流密度(AICD)等分析,研究了包括过渡金属在内的不同基团取代的苯并噻吩芳香性,讨论了不同种类、不同位置取代对噻吩环芳香性的影响.计算结果表明:苯并噻吩具有很强的芳香性,噻吩环上C3位过渡金属及S位取代基的引入使芳香性明显降低,但C3位取代的金属种类及S原子上取代基变化对芳香性影响较小;C2上连接H原子时,金属取代苯并噻吩为芳香性,连接体积较大的nPr基时为反芳香性.     

新的取代苯并冠醚的合成

以多聚磷酸为催化剂和反应溶剂，苯并冠醚和卤代羧酸作原料，利用取代反应合成了４种新的苯并冠醚，并通过红外光谱、核磁共振谱、熔点和分子量的测定确定了结构．     

取代基和溶剂对二苯并富烯紫外 吸收能量的影响

取代基对二苯并富烯化合物紫外吸收光谱的影响可由取代基激发态参数σexCC和基态极性参数σp表达,用以上两参数比用σ+p单参数更准确.10多种性能不同的溶剂中对二苯并富烯化合物紫外吸收光谱的变化规律可以由σexCC,σp和溶剂显色参数ET(30)三参数共同表示,并且ET(30)比正辛醇/水中的分配系数logP表达溶剂效应更好.研究表明,二硫化碳可能不宜于作为溶剂来测定二苯并富烯化合物的紫外吸收光谱.     

Theoretical study of the effects of different substituents of tetrathiafulvalene derivatives on charge transport

Density functional theory calculations were carried out to investigate the charge transfer of four tetrathiafulvalene derivatives. Perfluorination of dibenzo-tetrathiafulvalene (DB-TTF) increased the reorganization energy and was considered disadvantageous for the charge-transport process. Fluorination lowered the frontier orbitals of the compound, favoring electron-rather than hole-transport due to the low injection barrier. While intra-ring substitution of carbons of benzene with N atoms did not increase the reorganization energy, it enforced thermodynamic stability and decreased the charge injection barrier due to lowering the frontier orbital. Calculation results also showed that introduction of NH 2 to DB-TTF can change the crystal structure and charge mobility, thus providing a method with which to promote -stacked structures. Calculation of charge transfer integrals using site energy correction methods was found to be more suitable for perfluorinated DB-TTF because it exhibits remarkable polarization effects.     

III族氮化物半导体异质结构中载流子的量子输运和自旋性质

III族氮化物半导体具有宽的直接带隙,很强的极化电场,优异的物理特性,是发展高频、高温、高功率电子器件和光电子器件的优选材料．同时,III族氮化物半导体有很长的电子自旋弛豫时间以及很高的居里温度,也成为近年来半导体自旋电子学研究的重要材料体系之一．本文介绍了用量子输运和自旋光电流方法对Gain基异质结构中载流子的量子输运和自旋性质的研究进展．对III族氮化物半导体中的能带结构,子带占据和散射,自旋分裂及自旋轨道耦合机制等进行了讨论．     

咪唑啉缓蚀剂分子结构与缓蚀性能的量子化学分析

采用量子化学密度泛函理论,考察6种十一烷基咪唑啉缓蚀剂的缓蚀性能与分子结构的关系,通过前线轨道分布、Fukui指数、自然电荷分布以及分子中重原子对前线轨道贡献等分析缓蚀剂分子的反应活性位点.结果表明:咪唑啉类缓蚀剂分子与金属界面作用时,主要是咪唑环和亲水支链上的极性基团起作用,分子的活性位点主要分布在咪唑环及亲水取代基...     

基于速率-状态依赖摩擦本构关系研究不同因素对断层黏滑运动的影响

采用弹簧-滑块断层运动模型和速率-状态依赖摩擦本构关系,用数值模拟方法,模拟计算研究了构造应力加载速度、静态和动态应力扰动对断层黏滑运动的影响.结果显示,当模拟构造应力加载速度v0幅度增大时,断层的摩擦滑动由稳滑形式逐渐向黏滑运动形式转变;模拟静态应力扰动的正应力阶幅度的大小对断层黏滑出现的时间、黏滑应力降的幅度和黏滑运动周期均有较明显的影响;当断层受到方波形式的正应力扰动时,无论是应力扰动的波峰阶段还是波谷阶段,均出现了断层黏滑运动.     

不同割苗期对大麦籽粒及麦苗功能性成分的影响

云南常年大麦种植面积22～23万hm2,居全国之首.为了在云南省选择合适的大麦麦苗和籽粒两用型品种,以南方大麦区域12个品系为试验材料,三叶一心(Ⅰ)、五叶一心(Ⅱ)与对照不割苗(CK)等不同时期进行刈割处理,研究不同割苗时期对籽粒和麦苗功能性成分的影响以及籽粒和麦苗功能性成分的相互关系.结果表明:①不同割苗期籽粒黄酮含量为CKⅡⅠ;籽粒抗性淀粉为ⅠCKⅡ;-氨基丁酸、生物碱差异不显著,-氨基丁酸为CKⅠⅡ,生物碱为Ⅱ Ⅰ CK;选择三叶一心刈割(割苗Ⅰ),籽粒功能性成分较高.②割苗Ⅱ比割苗Ⅰ平均生物碱、总黄酮显著升高;麦苗-氨基丁酸含量差异不显著,Ⅱ ＜Ⅰ;五叶一心刈割(割苗Ⅱ)麦苗功能性成分较高.③不同割苗期冬性、半冬性及春性大麦籽粒和麦苗功能性成分存在差异;二棱和多棱功能性成分存在差异.④相关分析显示籽粒-氨基丁酸与麦苗-氨基丁酸、麦苗总黄酮之间,籽粒总黄酮与籽粒-氨基丁酸之间呈显著正相关,且与产量性状之间呈显著正相关.⑤初步筛选出苏啤3号、2008品22作为适宜麦苗生产、籽粒生产的两用型大麦品种.     

半羟化的碳化硅片的第一性原理研究

通过密度泛函理论,研究了碳化硅片被羟化时的电磁特性.所研究的碳化硅片为六角蜂窝状结构,碳硅原子之比为1∶1,相间排列.由于碳化硅片中含碳、硅两种元素;为此,分别考虑了全部的碳原子以及全部的硅原子分别被羟化的情形,结果发现了丰富的电磁特性.由于羟基对羟化原子的吸引作用,碳硅原子出现分层,对应于碳、硅原子被羟化时的碳硅层间距分别为0.671、0.390,碳硅键长度也分别伸长为1.904、1.861,而对应的键角C-O-H与Si-O-H分别为107.8°、114.1°,表现了新奇的几何结构特点.由形成能计算发现羟化是放热的,说明此过程易实现.为寻找到最稳定的磁状态,分别考察了铁磁、反铁磁以及非磁三种构型,结果发现,当所有碳原子被羟化时,材料为非磁性的正常金属;而当其中所有的硅原子被羟化时,是直接带隙为1.12 eV的反铁磁半导体.其中,硅被羟化时的结构更稳定.这些说明通过调节碳化硅片中羟化的不同位置,可以有效地调节碳化硅片的电磁特性,预示着在未来的纳米功能材料中可能的应用.     

1-甲基-酰胺基蒽醌中分子内电荷转移的理论研究

本文采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)对1-甲基-酰胺基蒽醌(MAAQ)的基态和激发态性质做了一系列计算研究.在基态,MAAQ中酰胺基与蒽醌分子是共平面的,并且酰胺基和蒽醌分子之间形成了一个分子内氢键C=O…H-N. S_0→S_1的跃迁属于一个明显的π→π~*特性.在第一单重激发态,MAAQ具有两个稳定结构(平面构型nMAAQ和扭曲的构型tMAAQ).其中,nMAAQ是占优势的构象.同时,在MAAQ的溶剂中,观察不到tMAAQ的发射光谱.在激发态,MAAQ发生了扭曲的分子内电荷转移(TICT)过程.在基态MAAQ与F~-形成了一个分子间氢键F…H-N,而激发态MAAQ-F~-复合物发生了激发态分子间质子转移现象.     

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.     

贵金属/半导体异质结中的光致自旋电流效应研究

自旋电子材料因能同时对电子的自旋和电荷两个自由度实施操控,在构筑以低功耗、超高速、大容量和超宽带为特征的新一代信息处理技术中展现出巨大的应用潜力.然而,通过掺杂过渡金属元素和稀土离子而形成的传统稀磁半导体和钙钛矿锰氧化物往往因结构缺陷导致的居里温度不高、自旋磁矩和自旋极化率偏低等不足,阻碍了自旋电子材料的商业化应用.近年来,在高纯半导体上沉积贵金属薄膜所形成的贵金属/半导体异质结中,通过使用偏振光激发该类异质结可产生纯自旋电流.这种基于逆自旋霍尔效应(ISHE)、可在室温下运行的、非接触和非破坏型的自旋极化激励方法理论上可获得高于50%自旋极化率,引起了人们的广泛关注.文章主要介绍光致自旋电流形成机制和测试方法,以及入射光圆偏振度、光强、入射角度等参数对光致自旋注入效率的调控机理,介绍杂质介导和声子介导对光致自旋输运的贡献,最后提出增强光致自旋电子极化率的可行方案,可为揭示自旋载流子产生、注入和输运相关的自旋动力学核心科学问题以及研制高性能自旋电子器件提供有益的参考.