纳米硫化锌球壳的高压相变研究

 采用同步辐射能量色散X射线衍射（EDEX）技术和金刚石对顶砧高压装置,对纳米硫化锌球壳进行了原位高压X射线衍射实验。最高压力达33.3 GPa。常压下纳米硫化锌球壳为纤锌矿结构和闪锌矿结构共存的混相结构。压力达到11.2 GPa时,纳米硫化锌空心球中的纤锌矿结构全部转变为闪锌矿结构。压力达到16.0 GPa时,发生了由闪锌矿结构向岩盐矿结构的相变,在17.5 GPa和21.0 GPa时分别出现未知峰,33.3 GPa时基本完全转变为岩盐矿结构。两个相变均为可逆相变。     

第一性原理研究O和S掺杂的石墨相氮化碳(g-C_3N_4)_6量子点电子结构和光吸收性质

利用密度泛函和含时密度泛函理论研究了氧(O)和硫(S)原子掺杂的石墨相氮化碳(g-C_3N_4)_6量子点的几何、电子结构和紫外-可见光吸收性质.结果表明:掺杂后(g-C_3N_4)_6量子点杂质原子周围的C-N键长发生了一定的改变,最高电子占据分子轨道-最低电子未占据分子轨道(HOMO-LUMO)能隙显著减小.形成能的计算表明O原子取代掺杂的(g-C_3N_4)_6量子点体系更稳定,且O原子更易取代N3位点,而S原子更易取代N8位点.模拟的紫外-可见电子吸收光谱表明,O和S原子的掺杂改善了(g-C_3N_4)_6量子点的光吸收,使其吸收范围覆盖了整个可见光区域,甚至扩展到了红外区.而且适当的杂质浓度使(g-C_3N_4)_6量子点光吸收在强度和范围上都得到明显改善.通过O和S掺杂的比较,发现二者在可见光区对(g-C_3N_4)_6量子点的光吸收有相似的影响,然而在长波长区域二者的影响有明显差异.总体而言,O掺杂要优于S掺杂对(g-C_3N_4)_6量子点光吸收的影响.     

SF_6分子最高占据轨道对称性的判断

量化计算是理论研究分子的重要手段,对于具有高对称群的分子,采用子群计算是常用的方法.分子的电子态或分子轨道等的对称性在子群的表示中会出现重迭,从而不能从子群的结果直接给出电子态或分子轨道对称性的归属.本文以如何判断SF6基态1 A_(1g)的电子组态中最高占据轨道的对称性为例来解决这个问题.针对某些文献中的SF6基态1 A1g的电子组态中,最高占据轨道对称性是T_(1g)却写成T_(2g)的问题,采用Molpro量化计算软件,对SF6基态的平衡结构,进行了HF/6-311G*计算,得到了能量三重简并的最高占据轨道的函数表达式,进而运用O_h群的对称操作作用在三个轨道函数上,得到各操作的矩阵表示,于是得到特征标,最后确定了最高占据轨道为T_(1g)对称性.     

金属Nb中H的量子行为研究

采用基于密度泛函原理的赝势平面波方法,计算了H在Nb晶体中的势场.通过求解H在该势场中的Schrdinger方程,得到了H的振动状态.计算结果表明,H的基态和第一激发态是局域的,第二激发态是非局域的,可以在T点之间迁移以及做4T/6T环运动. 关键词： 第一性原理 金属氢化物 量子振动     

Phase Transition and Optical Properties of Solid Oxygen under High Pressure: A Density Functional Theory Study

Crystal structures and optical properties of the δ-O2 phase and the ε-O8 phase have been investigated by using the ab initio pseudopotential plane-wave method. It is found that the phase transition is of the first order with a discontinuous volumetric change from the antiferromagnetic δ-O2 phase to the nonmagnetic ε-O8 phase, consistent with the experimental findings. The energy band calculations show that the direct band gap changes into an indirect band gap after the phase transition. The apparent change in the optical properties can be used for identifying the phase transition from δ-O2 to ε-O8.     

Electronic structure and optical properties of LiXH3 and XLiH3 （X= Be,B or C）

The equilibrium lattice constant, the cohesive energy and the electronic properties of light metal hydrides LiXH3 and XLiH3 （X = Be, B or C） with perovskite lattice structures have been investigated by using the pseudopotential plane-wave method. Large energy gap of LiBeH3 indicates that it is insulating, but other investigated hydrides are metallic. The pressure-induced metallization of LiBeH3 is found at about 120 GPa, which is attributed to the increase of Be-p electrons with pressure. The electronegativity of the p electrons of X atom is responsible for the metallicity of the investigated LiXH3 hydrides, but the electronegativity of the s electrons of X atom plays an important role in the metallicity of the investigated XLiH3 hydrides. In order to deeply understand the investigated hydrides, their optical properties have also been investigated. The optical absorption of either LiBeH3 or BeLiH3 has a strong peak at about 5 eV, showing that their optical responses are qualitatively similar. It is also found that the optical responses of other investigated hydrides are stronger than those of LiBeH3 and BeLiH3 in lower energy ranges, especially in the case of CLiH3.     

紫外激光和压力共同作用下C60-peapod的聚合相变研究

采用气相扩散方法将C₆₀分子填充到单壁碳纳米管(SWNTs)中，制备出高填充比率的豆荚形纳米材料C₆₀@SWNT，又称为peapod.用金刚石对顶砧(DAC)装置获得高压，在高压下同时利用紫外激光处理样品，通过激光和压力的共同作用研究了C₆₀分子在碳管内的聚合相变.在21.5GPa高压下，同时紫外激光(325nm)照射30min后，拉曼光谱表明C₆₀分子在碳管内发生了聚合，形成一维链状O相聚合结构，且该相变是不可逆的. 关键词： 60 peapod')" href="#">C₆₀ peapod 紫外激光 高压 拉曼光谱     

Nb2H的电子结构和相互作用

应用基于密度泛函理论的赝势-平面波方法研究了Nb2H的电子结构和H原子占据点之间的关系.计算结果表明:由4个Nb近邻构成的四面体中心点(T点)为H的稳定俘获点,而由6个Nb近邻构成的八面体中心点(O点)则为相互作用势的极大值点,是不稳定点.相邻T点间存在低能量通道,具有鞍点(S点)结构.在T点及近邻低能通道上,H的1s能级展宽较弱,Nb的4d,5s带部分向下延展,与H带杂化后形成孤立带.当H由T向O移动时,孤立的杂化带向金属价带靠近,带隙逐渐消失.H处于完整宿主晶格中的T点时,布里渊区Г点处的光学声子结构色散较强,而在远离Г点处的色散很弱.H在T点邻域及T-T通道上的电子结构稳定性和声子的色散关系表明,H倾向于以稳定负离子形式存在.     

Pressure Induced Metallization in the ε Phase of Solid Oxygen by ab initio Pseudopotential Plane-Wave Calculations

We perform an ab initio study on the electronic structure and charge density of the c-oxygen under high pressure, which is obtained by powder x-ray diffraction experiment recently. Our results show that the hybridization among the σg^＊, πu and πg^＊ bands in the e-oxygen are not significant even at megabar pressure. Pressure-induced metallization occurs due to the band overlapping near the Fermi level at about 50 GPa. A new network along the b-axis is formed and the 08 characteristic in the e phase disappears above 50 GPa even though the symmetry remains unchanged.     

Nb2H 的电子结构和相互作用

应用基于密度泛函理论的赝势-平面波方法研究了Nb₂H的电子结构和H原子占据点之间的关系.计算结果表明：由4个Nb近邻构成的四面体中心点(T点)为H的稳定俘获点，而由6个Nb近邻构成的八面体中心点(O点)则为相互作用势的极大值点，是不稳定点.相邻T点间存在低能量通道，具有鞍点(S点)结构.在T点及近邻低能通道上,H的1s能级展宽较弱，Nb的4d, 5s 带部分向下延展，与H带杂化后形成孤立带.当H由T向