图的无符号Laplace HOMO-LUMO指数的一个注记

本文中,根据图的平均度给出了无符号Laplace矩阵HOMO-LUMO指数的一个上界.

硫酸乙烯酯及其改性分子氧化还原稳定性的密度泛函理论研究

基于密度泛函,分别从HOMO/LUMO和氧化/还原电位两个角度研究硫酸乙烯酯分子(DTD)及其改性分子的氧化/还原稳定性。通过垂直电离势的方法对化合物电位进行计算,模拟数值与实验数值有较好的吻合,电位展现出的氧化/还原稳定性趋势与分子的HOMO/LUMO相符。针对DTD分子结构改性,C O或C C基团的引入对添加剂的氧化稳定性和还原稳定性无益,改性分子的电化学稳定窗口反而变窄。

离子团簇YSi_(n)^(±)(n=7-16)的几何结构和电子性质的相对论密度泛函研究

运用广义梯度近似的相对论密度泛函理论方法对YSi_(n)^(±)(n=7-16)离子团簇的几何结构、稳定性和电子特性进行了系统地数值模拟研究.与中性YSi_(n)团簇比较可得到以下结论:除YSi 10+和YSi 13+阳离子团簇外,YSi_(n)^(±)团簇基本都保持了中性YSi_(n)团簇的结构框架,这与垂直和绝热电离能的结果本质上是一致的;大多数离子团簇的原子平均束缚能都相对中性团簇有明显增大,表明离子团簇的结构稳定性都有增强,其中阳离子团簇YSi_(n)+(n=8,11和14)和阴离子团簇YSi_(n)-(n=9,12和14)比其相邻团簇的稳定性更强.电荷布居分析表明所有团簇中Y原子的HC电荷都在n=15处由正值变为负值,即当Y原子从Si_(n)框架表面位点落入硅笼中形成内嵌结构团簇时,电荷转移方向发生反转.阴离子团簇中电荷转移量普遍减小,而阳离子团簇中普遍增大.HOMO-LUMO能隙结果表明离子团簇比其中性团簇的化学稳定性更强.

团簇MnPS_(3)催化析氢活性密度泛函研究

为了探究过渡金属磷化物MnPS_(3)的催化析氢活性,根据拓扑学原理设计出团簇MnPS_(3)模型,运用密度泛函理论,在B3LYP/def2-tzvp水平下对其进行优化处理,得到9种优化构型。从前线轨道图(HOMO-LUMO图)、轨道能级差及热力学参数等方面对团簇MnPS_(3)各优化构型的催化析氢活性进行了分析,结果表明:S原子是H原子吸附的主要位点;在Tafel反应中团簇MnPS_(3)加氢构型的稳定性较吸附氢原子前的构型有所下降,有利于氢气解吸;在Heyrovsky反应中团簇MnPS_(3)加氢结构的电子转移所需的能量较大,不利于氢气析出;三重态构型3(3)在氢原子吸附及氢气解吸的过程中均表现较好,是团簇MnPS_(3)最优的催化析氢构型。

杂环类锌基光刻胶的制备及性能研究

随着微电子行业的高速发展,光刻胶在IC制造行业得到了越来越多的关注,金属氧簇光刻胶以高吸收性、尺寸小且易于调控的优势受到青睐。在常温下设计合成了以二水乙酸锌为金属源,2-巯基-1-甲基咪唑为配体的含杂环的锌氧团簇化合物Zn-2-MMI,其结构由X-射线单晶衍射和热重分析确证。结果表明:该材料尺度较小(1~2 nm),有助于得到高分辨图案;热稳定性能满足一般光刻的技术要求。通过高斯计算可知,最高占据分子轨道(HOMO)值较低(-6.64 eV),表明Zn-2-MMI具有一定的光化学反应潜力。在深紫外波长下进行曝光后,Zn-2-MMI光刻胶能在四甲基氢氧化铵水溶液和异丙醇中得到正负显影特征的图案;该光刻胶具有较高的灵敏度(45.5 mJ·cm^(-2)),表明了Zn-2-MMI具备作为新一代候选光刻材料的潜力。

PBS非线性光学性质、密度泛函理论及其变温拉曼光谱研究

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)由于综合性能优异,广泛用于食品包装和餐具领域.采用密度泛函理论对PBS分子进行理论计算,对其分子结构进行优化,计算分析了其分子振动光谱、紫外-可见吸收光谱、电子特性和非线性光学性质等.结果表明:PBS在熔融过程中,C-H单键扭转振动逐渐增强;在结晶过程中,C-H单键摇摆振动逐渐增强,说明熔融结晶行为对其振动起到了加强作用.

团簇MMoS_(4)(M=Ni、Co、Fe)催化性质密度泛函研究

为了从微观角度探究团簇MMoS_(4)(M=Ni、Co、Fe)的催化活性,依据密度泛函理论,采用B3LYP泛函及def2tzvp基组,通过Gaussian 09程序对团簇MMoS_(4)的初始构型进行优化分析,得到了8种稳定构型(平面型和类平面型),其中三重态3种,四重态1种,一、二重态各2种。能级差和库普曼斯定理分析结果表明,NiMoS4的构型1(1)的能级差最小,亲电指数最大,说明构型1(1)具有比其他构型更好的得失电子能力和催化性能。由态密度图可以看出,团簇MMoS_(4)具有一定的接受电子和提供电子能力,说明其具有一定强度的催化活性。HOMO图和LUMO图表明,团簇NiMoS_(4)的催化性能高于团簇CoMoS_(4)和FeMoS_(4)。

团簇Co_5B_2反应活性的DFT研究

采用密度泛函理论对团簇Co_5B_2在B3LYP/Lan12dz水平下进行研究,在考虑电子的自旋多重度的情况下对其结构、能量和前线轨道研究后得出以下结论:团簇Co_5B_2的8个稳定构型在二、四重态下具有3种结构,以单"帽"四角双锥结构为主;构型1^((2))能量最低,结合能最大,结构最稳定;团簇Co_5B_2的HOMO-LUMO图、能隙差和库普曼斯定理一致说明二重态构型的反应活性随能量的升高而增强,其中构型4^((2))最强,四重态构型除1(4)外,其余构型随能量的升高反应活性降低,其中构型2^((4))的反应活性最强。

第一性原理研究掺杂及未掺杂(TiO_2)_3团簇的电子性质(英文)

为了研究金属掺杂团簇时带隙的变化趋势,本文用Cr,Mo,V,Nb四种元素掺杂(TiO_2)_3团簇,并用密度泛函理论下的广义梯度近似(GGA)方法计算.不同掺杂位置的结果表明最好的掺杂位置是3-配位的钛位置.所有掺杂后(TiO_2)_3团簇的HOMO-LUMO带隙都要比未掺杂时要小,对应高能区态密度峰值左移0.1 e V;HOMO的电子云分布主要占据了氧原子的位置,当掺杂团簇被激发时,电子从末端氧原子位置跃迁到掺杂原子.此外,我们进一步的计算表明Cr和Mo是降低(TiO_2)_3团簇带隙较好的掺杂元素.为了进一步的研究掺杂(TiO_2)_3团簇的性质以及它在光催化,清洁能源等方面的应用,还需要我们进行实验和理论相结合的研究.

Nb_2 Si_n^+(n=1～6)团簇的密度泛函理论研究

运用密度泛函方法在(U)B3LYP/LanL2DZ水平上研究了Nb2Sin+(n=1～6)团簇的几何结构和电子性质.结果发现最低能Nb2Sin+团簇除了n=5,6发生了微小畸变外,其余基本保持了相应的中性Nb2Sin[(n=1～6)]团簇的结构.且除了Nb2Si+团簇外,所有的最低能结构都是自旋二重态,电子态也都为2A;由原子平均束缚能和分裂能可知,Nb2Sin+团簇的热力学稳定性比相应的Nb2Sin团簇[(n=1～6)]强,说明失去一个电子增加了团簇的热力学稳定性.且Nb2Si3+团簇的热力学稳定性是Nb2Sin+(n=1～6)团簇中最强的.从绝热电离势(AIP)和垂直电离势(VIP)的结果发现,由于VIP与AIP差值很小,说明Nb2Sin+团簇和Nb2Sin团簇[(n=1～6)]结构的构型相同.Nb2Si团簇的AIP值具有最小值6.623eV,表明在实验上很容易得到它们的阳离子形式且在质谱中可观测到较高的峰值.对HOMO-LUMO能隙的研究表明与相应的Nb2Sin(n=1～6)团簇相比,Nb2Sin+(n=1～6)团簇的HOMO-LUMO能级除了n=2,6外普遍增大,说明Nb2Sin+团簇的化学稳定性强于Nb2Sin团簇[(n=1～6)],并且除了Nb2Si3+团簇外都是半导体性的.由Mulliken电荷布局得出团簇的总磁矩和原子局域磁矩,表明Nb2Si+团簇的总磁矩最大,为3.0μB,呈现为铁磁质.硅原子则在不同的团簇中表现为顺磁性或抗磁性.

棱柱型封装Cd的硅纳米管的密度泛函理论研究

运用密度泛函方法在(U)B3LYP/LanL2DZ水平上研究了四棱柱、五棱柱、六棱柱和七棱柱型封装Cd硅纳米管的几何结构、电荷布局、能级和电偶极矩.计算结果表明,四棱柱、六棱柱和七棱柱型Cd硅纳米管的最低能结构都是自旋单重态,四棱柱和五棱柱型Cd硅纳米管畸变比较严重,已经失去管状结构.四棱柱型Cd硅纳米管的原子平均结合能最大,是这四种棱柱型Cd硅纳米管中热力学稳定性最强的.这四种棱柱型Cd硅纳米管的电荷都是由Cd原子转向Si原子的,Cd原子是电荷的施体;Si原子是电荷的受体,Cd原子与硅原子之间以共价键结合.五棱柱型Cd硅纳米管HOMO-LUMOGap最大,它的化学活性最强,而四棱柱型Cd硅纳米管的HOMO-LUMO能隙最小,它的化学稳定性最强,不易和其他物质发生化学反应.四棱柱型Cd硅纳米管的总电偶极距为零,该结构是非极性的,而五棱柱、六棱柱和七棱柱型Cd硅纳米管是极性的,且五棱柱型Cd硅纳米管的极性最强.

相对论密度泛函研究YSi_n±（n=1-6）离子团簇

运用广义梯度近似的相对论密度泛函方法对带电荷的YSi_n±（n=1-6）团簇的几何结构、稳定性、电子和成键特性进行了系统的研究.与相应的中性YSin团簇相比,除了YSi＋4和YSi＋5之外,YSi_n±团簇基本都保持了YSin中性团簇的结构框架,这与对垂直和绝热电离能的分析结果本质上是一致的;同时,大多数离子团簇的稳定性都有明显增强,其中YSi_n±（n=2和5）团簇比其相邻团簇的稳定性更强.电荷布局分析表明电荷将对Y与Sin框架之间的电荷转椅量有明显影响.HOMO-LUMO能隙研究表明：带电的YSin团簇比其中性团簇的化学稳定性更强.

两个一维配位聚合物的合成、晶体结构、电化学及光学性质（英文）

合成了2个新的Robson大环配位聚合物{[Mn2L1(1,4-bix)2](Cl O4)2·5H_2O·DMF}n(1)和{[Cu2L2(1,4-bix)](Cl O4)2}n(2)(H2L1和H2L2分别为1,3-丙二胺与2,6-二甲酰基-4-氟苯酚和2,6-二甲酰基-4-氯苯酚通过[2+2]缩合的产物)。2个配合物通过1,4-二(1,2,4-三唑-1-甲基)苯(1,4-bix)桥连大环单元形成一维链状结构。配合物的HOMO-LUMO能带间隙通过循环伏安法、紫外-可见漫反射光谱进行了测定,结果表明有较低的能带间隙。

Al_n(n=2～22)团簇构型研究

为计算Aln(n=2～22)团簇构型和能量变化,依据量子化学方法,应用Gaussian03程序中密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法6～31G基组对Aln(n=2～22)团簇构型和能量变化进行最基本的理论研究.通过改变Aln(n=2～22)团簇中Al原子数n的值,分别在相同的理想条件下计算,求得Aln(n=2～22)团簇的稳定构型、结合能、HOMO-LUMO能隙和平均键长.利用Gaussian03的输出结果,将实验结果与参考数据进行比较,归纳总结Aln(n=2～22)团簇稳定构型、结合能及平均键长的变化规律.

（TiO2）n（n=3～8）团簇的几何结构和电子性质研究

采用广义梯度近似（GGA）方法，对（TiO2）。（n=3～8）团簇进行了结构优化，计算并分析了其几何结构，平均结合能，能级，态密度以及最高占据分子轨道．最低未占据分子轨道（HOMO．LUMO）的电子云密度分布。结果表明：随着n的增加，TiO2团簇（除了（TiO2），团簇外）的平均结合能都在逐渐缓慢增加。（TiO2）n（n=4～8）团簇的HOMO-LUMO能隙随n的增大而减小，而HOMO能量随n的增大而增加。（TiO2）n（n=3～8）团簇的HOMO的电子云主要集中在悬挂及连接的氧原子上，相反，LUMO上的电子云主要集中在钛原子以及少量部分氧原子上。

XLu_m(X=Ag,Au;m=1-3)小团簇的结构与稳定性研究

采用密度泛函BPW91方法研究了XLum(X=Ag,Au;m=1-3)的结构和稳定性。计算得到了AgLum(m=1-3)和AuLu2体系的稳定构型,计算出XLu m(X=Ag,Au;m=1-3)体系的平均结合能,含Au团簇的平均结合能均比对应的含Ag体系的大,稳定性较强。同时计算了体系的能隙。

无限长封装过渡金属Cd的棱柱型硅纳米管的理论研究

运用密度泛函理论的UB3LYP/LanL2DZ方法研究了无限长封装过渡金属Cd的棱柱型硅纳米管,并讨论了它们的总能量、原子平均结合能、Mulliken原子净布局、HOMO-LUMO能隙以及电偶极距.计算结果表明无限长封装Cd的四棱柱型硅纳米管基本保持管状结构,而相应的五棱柱型则发生严重畸变.它们的最低能结构都是自旋单重态.无限长封装Cd的五棱柱型硅纳米管中所有Cd原子的Mulliken原子净布局都为正,说明电荷是从Cd原子向Si原子转移,Cd原子是电荷的施体.而有趣的是相应的四棱柱型硅纳米管里两端的Cd原子的Mulliken原子净布局为正,即Cd原子是电荷的施体,但是中间的Cd原子的的Mulliken原子净布局却为负,即电荷由Si原子向Cd原子转移,Cd原子是电荷授体,Si原子是电荷的授体,出现了电子反转.计算的HOMO-LUMO能隙说明无限长封装Cd硅纳米管中五棱柱HOMO-LUMO能隙小于四棱柱型的HOMO-LUMO能隙,说明无限长五棱柱型Cd-Si纳米管的化学活性大于相应的四棱柱型Cd-Si纳米管,且它们的HOMO-LUMO能隙均小于1.5 eV,说明它们具有半导体特性.计算的电偶极矩结果显示,无限长封装Cd的硅纳米管中,五棱柱型的硅纳米管的电偶极距为2.084 Debye,而四棱柱型的电偶极距却为零,说明无限长封装Cd的硅纳米管中四棱柱型的是非极性的,而五棱柱型的则是极性的.

NbSi_n,NbSi_n^+,NbSi_n^-(n=1～6)团簇稳定性和电子结构特性的研究

目的研究NbSin,NbSin+以及NbSin-(n=1～6)团簇的稳定性和电子结构特性。方法基于从头算法框架下的密度泛函方法。结果对NbSin,NbSin+以及NbSin-(n=1～6)团簇的几何构型、总能量、分裂能、HOMO-LUMO能隙以及电子的自然布居和Mulliken布居进行了计算和分析。结论使NbSin(n=1～6)团簇失去一个电子或得到一个电子都会对其热力学稳定性和化学稳定性产生较大影响;在Nb和Si结合成键的过程中,Nb原子只在Si原子数较少时才失去电子,表现出金属性。在绝大多数团簇中,Nb原子的4d轨道都是接受电子的。

基于密度泛函理论的单层氢化石墨烯特性分析

本文采用密度泛函理论的第一性原理方法,研究了不同尺寸H-graphene的稳定性、HOMO-LUMO能隙以及电子激发态.研究结果表明,对于C_(16)H_(10)、C_(30)H_(14)、C_(48)H_(18)、C_(70)H_(22)、C_(96)H_(26)、C_(126)H_(30)计算的比结合能,C_(126)H_(30)相比C_(16)H_(10)的比结合能增长23.9%,且比结合能随着H-graphene尺寸扩大而增加,意味着稳定性不断提高.通过对HOMO-LUMO能隙分析发现,在较小尺寸的H-graphene中,由于量子效应起主要作用,因此出现了较大的HOMO-LUMO能隙,且随着H-graphene团簇尺寸的增加,能隙逐渐缩小可以看出,对于无限大的H-graphene团簇中,HOMO-LUMO能隙无限趋近于零(相当于零带隙),其电子性质与纯石墨烯相似.通过分析C_(16)H_(10)、C_(30)H_(14)、C_(48)H_(18)、C_(70)H_(22)激发态以及了吸收光谱,发现随着尺寸的扩大,吸收光谱发生红移,为石墨烯在电子器件领域的应用提供理论基础.

无限长掺杂Zn棱柱型硅纳米管的理论研究

运用密度泛函方法在(U)B3LYP/LanL2DZ水平上研究了无限长四棱柱、五棱柱和六棱柱型掺杂锌的硅纳米管的几何结构、电荷布局、能级和电偶极矩。计算结果表明,无限长四、六棱柱型Zn-Si纳米管的最低能结构均保持着基本的管状结构,五棱柱型的则畸变严重。五棱柱和六棱柱型Zn-Si纳米管的最低能结构的电子自旋多重态都为五重态,而四棱柱的为单重态。五棱柱型Zn-Si纳米管是这三种纳米管中热力学稳定性最强的。四、六棱柱型Zn-Si纳米管中电子从硅原子转向Zn原子,Zn原子充当电荷的受体,出现了电子反转现象。五棱柱型Zn-Si纳米管电子的转移方向比较复杂,Zn原子的位置不同,充当不同的电荷角色。两边的Zn原子是电荷的施体,而中间的则充当了电荷的受体。无限长掺杂Zn的五棱柱型硅纳米管的HOMO-LUMO能隙比较大,它的化学稳定性比较强。这三种纳米管呈半导体型。虽然这三种纳米管是极性的,但是五棱柱型的极性很弱。