有机半导体ADN的DFT理论计算研究

采用密度泛函理论(DFT)方法对9,10-二(2-萘基)蒽(ADN)进行了B3LYP/6-31G水平上的分子结构优化、红外光谱、Raman光谱、紫外-可见光谱、分子前线轨道、Mulliken电荷等理论计算。研究结果表明:理论计算结果与实验数据吻合得较好,对IR、THz、UV-Vis吸收光谱和Raman散射光谱中的特征峰进行了归属,发现ADN在0.1～10 THz波谱范围内有5个明显的吸收峰,分别位于1.08、2.52、4.44、5.64及6.60 THz,其中5.64 THz的吸收是最强的,它是由萘环面外弯曲及蒽环面内摇摆振动产生的。ADN在紫外光波段有三个吸收峰,分别对应于386.34、352.98及352.50nm,其中386.34 nm的紫外吸收峰最强。ADN理论计算能隙值为3.516 eV,比实验值3.2 eV略高。ADN的Mulliken电荷计算表明,所有H原子的Mulliken电荷皆为正电荷,C原子Mulliken电荷与其具体的化学环境相关。     

GHB光学性质的DFT理论计算研究

采用密度泛函理论( DFT)方法对γ-羟基丁酸(GHB)进行了B3LYP/6-31G水平上的分子结构优化、红外光谱、Raman光谱、紫外-可见光谱及分子前线轨道理论等计算.研究结果表明:理论计算结果与实验数据吻合得较好,对IR、THz、UV-Vis吸收光谱和Raman散射光谱中的特征峰进行了归属,发现GHB在0.1 ～...     

OLED绿光掺杂剂DMQA的DFT理论计算研究

采用密度泛函理论(DFT)方法对N,N'-二甲基喹吖啶酮(DMQA)进行了B3LYP/6-31G水平上的分子结构优化、红外光谱、Raman光谱、紫外.可见光谱、分子前线轨道、分子电子密度、Mulliken电荷等理论计算.研究结果表明:理论计算结果与实验数据吻合得较好,对IR、THz、UV-Vis吸收光谱和Raman散射...     

有机紫外半导体PMTC的制备及理论计算研究

进行了有机紫外半导体N-[5-甲基-1,3,4-噻二唑-2-取代]二硫代氨基甲酸钾(PMTC)的制备及FT-IR、Raman、UV-Vis及PL光谱实验表征。对实验测试FT-IR及Raman光谱的振动峰进行了归属,Raman光谱测试发现S-K在152 cm-1有v(S-K-S)伸缩振动。UV-Vis实验光谱表明PMTC在200～350nm波段有紫外吸收,PL实验光谱表明PMTC在340～400 nm波段有明显的紫外发光峰,峰值波长为373 nm,PL谱相对于吸收光谱有Stokes频移。采用密度泛函理论(DFT)方法对PMTC进行了B3LYP/6-31G水平上的分子结构优化、UV-Vis光谱、分子前线轨道、分子电子密度、Mulliken电荷等理论计算。理论研究结果表明:PMTC在UV-Vis波段有三个电子跃迁吸收。前线轨道计算表明PMTC的HOMO的电子主要分布在与K原子相连的两个S原子上,而LUMO轨道的电子主要集中在K原子上,PMTC吸收光子后,产生电子由HOMO至LUMO跃迁的实质是电子由配体(主要是配位S原子)向金属原子K的转移。     

有机半导体Butyl-PBD的DFT理论计算研究

采用密度泛函理论(DFT)方法对2-(4-叔丁苯基)-5-(4-联苯基)-1,3,4-恶二唑(Butyl-PBD)进行了B3LYP/6-31G水平上的分子结构优化、红外光谱、Raman光谱、紫外-可见光谱、分子前线轨道、分子电子密度、Mulliken电荷等理论计算.研究结果表明:理论计算结果与实验数据吻合得较好,对IR...     

盐酸吗啡的太赫兹光谱和理论仿真分析

采用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术测量了盐酸吗啡原料药、4种辅料、中间体、成药在0.2~2 THz波段的光谱。盐酸吗啡原料药特征吸收峰为0.75 THz,1.17 THz,1.76 THz,原料药到成药的THz光谱发生了改变,中间体和成药的吸收谱有非常高的一致性,说明包衣对成药的THz光谱没有显著影响。采用密度泛函理论(DFT)对盐酸吗啡分子进行理论计算,理论吸收峰为0.84 THz,1.10 THz,1.50 THz,理论光谱与实测光谱有较好的一致性。这为太赫兹技术用于药物的快速鉴别提供了理论和实验基础,在建立太赫兹指纹光谱、盐酸吗啡的快速鉴别方面有良好的应用前景。     

丁基羟基茴香醚的太赫兹时域光谱检测与分析

利用太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术对食品添加剂丁基羟基茴香醚（BHA）及其与聚乙烯不同配比的混合物进行了检测,获得了其在0.2-2.6THz波段的吸收谱和折射率谱。实验结果表明,在此波段内该物质有三个明显的吸收峰,分别位于0.64THz,1.14THz和1.81THz,该指纹谱可用于THz波段该物质的检测与识别。此外,利用最小二乘法对混合物太赫兹光谱峰位的吸收系数和质量分数进行线性拟合,结果表明聚乙烯中丁基羟基茴香醚的含量与太赫兹光谱的相关系数大于0.98。最后,用密度泛函理论对单分子丁基羟基茴香醚进行了数值计算,表明太赫兹指纹谱与分子构型和分子内部运动有关系。     

葡萄糖与果糖太赫兹吸收谱仿真计算

利用Gaussian软件,选取密度泛函理论(DFT)、哈特里—福克理论(HF)对葡萄糖、果糖的单分子在0～3 THz波段的吸收谱进行仿真计算,并与参考文献中的实验结果进行比对。仿真计算结果验证了利用Gaussian软件进行单分子吸收谱计算的可行性。最后基于密度泛函理论得到的结果分析了不同位置吸收峰对应的分子内振动模式。     

Analysis of PTCDA/ITO Surface and Interface Using X-ray Photoelectron Spectroscopy and Atomic Force Microscopy

利用X射线光电子能谱(XPS)对苝四甲酸二酐[3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride(PTCDA)]/铟锡氧化物(ITO)表面和界面进行了研究.用原子力显微镜(AFM)对PTCDA/ITO样品的表面形貌进行了分析.XPS表明,在原始表面的C1s精细谱存在两个主谱峰和一个伴峰,主谱峰分别由结合能为284.6eV的苝环中的C原子和结合能为288.7eV的酸酐基团中的C原子激发;而结合能为290.4eV的伴峰的存在,说明发生了来源于ITO膜中的氧对C原子的氧化现象.O原子在C=O键和C-O-C键的结合能分别为531.5和533.4eV.在界面处,C1s谱中较高结合能峰消失,且峰值向低结合能方向发生0.2eV的化学位移;O1s谱向低结合能方向发生1.5eV的化学位移.由此可以推断,在界面处PTCDA与ITO的结合是PTCDA中的苝环与ITO中的In空位的结合.AFM的结果显示,PTCDA薄膜为岛状结构,岛的直径约为100～300nm,表面起伏约为14nm.相邻两层PTC-DA分子由于存在离域大π键而交叠和PTCDA分子中的苝环与ITO的In空位的紧密结合是最终导致PTCDA岛状结构形成的原因.     

PTCDA/ITO表面和界面的AFM和XPS分析

利用X射线光电子能谱(XPS)对苝四甲酸二酐[3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride(PTCDA)]/铟锡氧化物(ITO)表面和界面进行了研究.用原子力显微镜(AFM)对PTCDA/ITO样品的表面形貌进行了分析.XPS表明,在原始表面的C1s精细谱存在两个主谱峰和一个伴峰,主谱峰分别由结合能为284.6eV的苝环中的C原子和结合能为288.7eV的酸酐基团中的C原子激发;而结合能为290.4eV的伴峰的存在,说明发生了来源于ITO膜中的氧对C原子的氧化现象.O原子在C=O键和C-O-C键的结合能分别为531.5和533.4eV.在界面处,C1s谱中较高结合能峰消失,且峰值向低结合能方向发生0.2eV的化学位移;O1s谱向低结合能方向发生1.5eV的化学位移.由此可以推断,在界面处PTCDA与ITO的结合是PTCDA中的苝环与ITO中的In空位的结合.AFM的结果显示,PTCDA薄膜为岛状结构,岛的直径约为100～300nm,表面起伏约为14nm.相邻两层PTC-DA分子由于存在离域大π键而交叠和PTCDA分子中的苝环与ITO的In空位的紧密结合是最终导致PTCDA岛状结构形成的原因.     

黑色海水珍珠和人工处理黑珍珠的光谱学特征研究

选用天然黑色海水珍珠、活性超级黑染色黑珍珠、辐照处理黑珍珠和硝酸盐染色黑珍珠,对其进行拉曼光谱测试、紫外可见吸收光谱测试的研究。两项测试表明:拉曼光谱中天然黑色海水珍珠、硝酸银染色和辐照黑珍珠均出现1080cm-1和699cm-1文石的特征拉曼峰,辐照黑珍珠荧光背景较强,染料染色黑珍珠的出峰位置与所使用染料的类型有关;紫外可见吸收光谱中,天然黑色海珍珠出现284nm和357nm两个吸收峰,染料活性超级黑染色珍珠出现380nm吸收峰,应为357nm吸收峰发生红移所致,银盐染色黑珍珠和辐照处理黑珍珠紫外区吸收峰消失。根据拉曼和紫外可见光谱特征,可以快速、无损地鉴定天然黑色珍珠和各种着色黑珍珠。     

SiC薄膜红外及紫外-可见光谱的研究

报道了在单晶Si衬底上采用RF磁控溅射技术异质外延生长SiC薄膜的研究。由傅立叶红外谱用双声子组合法计算出SiC的基本声子能量是TO=0．049eV，LO=O．048eV，TA=0．0045eV，LA=0．0078eV；SiC的所有傅立叶红外吸收峰均可用这些声子能量按不同组合方式得到，并在紫外-可见光谱中，光跃迁引起的吸收或放射的声子的能量也可以用这些基本声子能量按不同方式组合得到。     

基于太赫兹辐射的甘草主成分光谱分析

采用透射式太赫兹时域光谱系统测试了甘草主成分甘草酸、甘草次酸以及甘草苷的太赫兹光谱,发现甘草酸、甘草次酸以及甘草苷在0.3~1.72 THz频段内具有明显的吸收特征,此频段内它们的太赫兹吸收峰峰位接近、吸收谱谱线相似。利用量子化学方法模拟甘草酸的太赫兹吸收谱,并与实验谱进行对比指认完成对3种单质的定性分析工作。本文分别采用基于DFT和PM3模型,完成对甘草酸单分子构型的结构优化与频率计算。结果表明,两种方法得到的太赫兹模拟吸收峰与实验吸收峰基本吻合,而且基于DFT模型得到的太赫兹模拟吸收谱波形与实验谱更为接近。最后选取了甘草酸的特征吸收峰1.655 THz及其附近6个数值点的太赫兹吸收系数,将其取平均值后与浓度进行了一元线性回归拟合,拟合结果从理论上验证了甘草酸太赫兹吸收谱符合朗伯比尔定律。     

FOX-7太赫兹波吸收特性及理论计算

为了研究新型高能钝感材料1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)的分子结构特性,采用太赫兹时域光谱技术对FOX-7在0.2~2.3 THz波谱范围内的吸收光谱进行了探测,得到了待测样品的太赫兹吸收谱线,确定了其特征吸收峰的位置.基于密度泛函理论(DFT)对FOX-7单分子和晶体结构在小于2.4 THz范围内的吸收光谱进行了模拟计算,结果表明分子间相互作用对FOX-7吸收峰的形成起到很大的作用.完成了对实验光谱中特征吸收峰振动模式的分析和指认:1.59 THz处吸收峰的光谱特征主要由―NO2和―NH2的摆动造成,2.12 THz 处吸收峰光谱特征的产生包含―NO2和―NH2的摆动以及各自的扭动.     

Experimental and Theoretical Study on Terahertz Absorption Characteristics and Spectral De-noising of Three Plant Growth Regulators

Accurate identification of terahertz (THz) absorption peaks of biological macromolecules is of great significance in practical applications. In this work, the experimental and theoretical fundamentals of detecting three plant growth regulators (PGRs), including 6-Benzylaminopurine (6-BA), paclobutrazol (PBZ), and maleic hydrazide (MH) were investigated by using THz time-domain spectroscopy (THz-TDS). THz absorption coefficient and refractive index in frequencies of 0.06–4 THz were obtained. The wavelet threshold de-noising (WTD) method was used to remove spectral noise and improve the signal-to-noise ratio (SNR). The density functional theory (DFT) was applied to the molecular characterization and theoretical calculation of PGRs. Experimental results showed that the three PGRs had unique characteristic absorption peaks. Based on the sym4 wavelet function and four-layer wavelet decomposition, the de-noising performance of hard threshold WTD was better than that of soft threshold WTD. The spectra processed by hard threshold de-noising achieved higher peak SNR (6-BA: 40.22, PBZ: 37.73, MH: 34.83) and lower root mean square error (6-BA: 0.41, PBZ:0.40, MH:0.54). In addition, the characteristic absorption and anomalous dispersion of 6-BA were found at 2.08 and 3.00 THz, those of PBZ were shown at 0.71, 1.30, 1.88, and 2.67 THz, and those of MH were shown at 2.34 THz. The absorption peaks in THz spectra processed by hard threshold WTD were demonstrated to be in good agreement with the simulation results of DFT. These results show the effectiveness of WTD in THz spectral de-noising and the feasibility of using THz-TDS to detect PGRs.     

Synthesis and Room‐Temperature Ultraviolet Photoluminescence Properties of Zirconia Nanowires

This paper reports the synthesis of tetragonal zirconia nanowires using template method. An as‐prepared sample was characterized by scanning and transmission electron microscopy. It was found that the as‐prepared materials were tetragonal zirconia nanowires with average diameters of ca. 80 nm and length of over 10 μm. The Raman spectrum showed peaks at 120, 461, and 629 cm^–1, which are attributed to the E_g, E_g, and B_1g phonon modes of the tetragonal zirconia structure, respectively. The UV‐vis absorption spectrum showed an absorption peak at 232.5 nm (5.33 eV in photon energy). Photoluminescence (PL) spectra of zirconia nanowires showed a strong emission peak at ca. 388 nm at room temperature, which is attributed to the ionized oxygen vacancy in the zirconia nanowires system.