团簇Co4P的成键及HOMO和LUMO轨道贡献

为深入了解Co-P非晶态合金的特性,在密度泛函理论中的B3LYP/Lanl2dz水平下对团簇Co4P模型进行优化,最终得到6种优化构型.分别通过键长、键级以及态密度对团簇Co4P的成键情况进行分析,得到以下结论:Co-P键对团簇Co4P构型的稳定性提供了较大贡献;Co-P键的杂化方式包括p-d、p-p和p-p-d 3种,其中Co-3d轨道与P-3p轨道形成了较强p-d杂化作用,进一步促进了Co-P键的稳定形成;Co-4s轨道、P-3s轨道及P-3d轨道对团簇Co4P的贡献极小.另外,通过对Co、P原子的HOMO及LUMO轨道贡献率进行分析,发现Co原子是团簇Co4P的潜在催化活性位点.

几种有机小分子电致发光材料的能带结构参数

合成了9种未曾公开发表过的有机小分子电致发光材料,都是Alq3的衍生物。为了阐明其发光特性,能带结构参数的测量十分必要。报道了利用电化学循环伏安法,测量这些发光材料的电化学氧化作用电位(Φp)和还原作用电位(Φn);进而由Φp和Φn起点电位值分别测算了这些材料的最高占有轨道(HOMO)能级,最低空轨道(LUMO)能级和电化学能隙(Eg)。电化学能隙和光学吸收方法测量的光学能隙符合得很好,其偏差在允许范围之内。这表明循环伏安法测量这些有机小分子电致发光材料的HOMO、LUMO能级和Eg的准确性和可行性。这9种Alq3衍生物材料具有较高的发光效率,很好的可溶性,可加工性和稳定性。其离化电位较高,不但可以作为很好的发光材料,而且还可以作为很好的电子传输材料。采用这些材料及其能带结构参数,可以设计和研制新型有机电致发光器件。

用DFT和ABEEMσπ对不同形状单层石墨烯结构研究

选取完整的单层矩形(41个碳环)石墨烯构型和完整单层正六边形(37个碳环)石墨烯构型,采用B3LYP/6-31G(d,p)方法进行几何优化,计算完整石墨烯构型的HOMO和LUMO分布、能隙及电荷分布.研究结果显示,完整的矩形石墨烯的HOMO和LUMO只分布在锯齿形边缘,能隙约0.15 eV;正六边形石墨烯的HOMO和LUMO广泛地分布在整个片层上,能隙约2.0 eV.石墨烯的几何构型包含扶手椅形边缘和锯齿形边缘,然后定义了2种描述C原子的ABEEM参数,即石墨烯边缘碳原子、内部碳原子,以及与这2种碳原子相关的键.使用ABEEM参数计算出的电荷分布与HF/STO-3G方法所计算的电荷分布相比较,得到的线性相关系数都达到了0.99以上.认为所获得的碳原子和π键ABEEM参数是合理的,可以应用于大石墨烯分子体系.

团簇Ti_3Al_3的电子性质及催化活性

通过拓扑学原理设计空间构型,运用密度泛函理论,将团簇Ti_3Al_3的构型在B3LYP/lanl2dz水平下进行优化计算,最终得到11种优化构型。从HOMO、LUMO角度分析发现,过渡金属Ti在多数情况下是团簇Ti_3Al_3前线轨道的主要贡献者,是潜在的活性位点,但不排除在少数情况下金属原子Al做出贡献,成为活性位点。从各构型的态密度图分析得到,团簇Ti_3Al_3作为催化剂具有较强的接受电子的能力,但同时也具有一定的提供电子的能力,说明团簇Ti_3Al_3是优良的催化剂。从电子性质角度分析,Ti原子的3d、4s、4p轨道,Al原子的3s、3p轨道均参加了成键作用。构型6(2)中Ti原子的4p轨道参与成键作用的比例很高,较为活跃,容易发生化学反应。

过渡金属磷酸盐材料NiPS_(3)催化活性密度泛函分析

为探究过渡金属磷酸盐材料NiPS_(3)的催化活性并分析其催化作用机理,根据拓扑学原理和密度泛函理论,以团簇NiPS_(3)为局域模型,在B3LYP/def2-tzvp水平下,利用Gaussian09对团簇NiPS_(3)的初始构型进行了优化和分析。通过分析团簇NiPS_(3)的态密度图及HOMO和LUMO轨道图发现,费米能级左侧峰值和面积略大于右侧且HOMO轨道图中的离域面积大于LUMO轨道图,说明团簇NiPS_(3)具有一定的得失电子能力,且失电子能力大于得电子能力。利用前线轨道理论和库普曼斯定理对团簇NiPS_(3)各个优化构型进行分析发现,S原子附近的离域空间面积较大,对HOMO和LUMO轨道的贡献作用最大,说明S原子最有可能成为团簇NiPS_(3)的潜在催化活性位点。构型5;的能隙差最小,电离势最小,电子亲和能和电负性相对较大,且亲电指数最大,说明其催化活性最强。

共轭聚合物和共轭有机分子电子能级的测量

近年来,有机发光二极管(OLED)和有机太阳电池(OSC)等有机光电器件步入快速发展阶段,受到广泛关注.而有机半导体的电子能级(HOMO和LUMO能级)与电极功函数的匹配对其光电性能至关重要,它决定着OLED电极电荷注入的能垒和OSC电极电荷收集的能垒.另外,OSC中给体材料和受体材料电子能级的匹配对其光伏性能也非常重要.因而,准确测量有机半导体光电材料的电子能级非常重要.本文将介绍测量有机半导体电子能级常用的紫外光电子能谱和电化学方法,从测量原理、样品制备、测量注意事项等方面详细介绍了有机半导体电子能级的测量与计算.我们给出了几个共轭聚合物和共轭有机小分子等有机半导体电子能级测量的实例,并列举了部分典型有机半导体材料已报道的电子能级数据以供读者参考.