Density Functional Theory Study on the Optical Properties of Mn-doped GaN

The absorption and emission spectra of the wurtzite Mn-doped GaN were calculated with cluster models.The predicted lattice parameters become slightly larger than those of undoped cluster.The average bond length of Mn-N is longer than that of Ga-N.Spin density shows that one Mn atom in these clusters has four single electrons with the same direction of the spin polarity.The new energy level with light Mn-doping appears at 1.37 eV above the valance band.The absorption spectra of Mn-doped GaN cover the visible light region.The calculated emission spectra show that the green luminescence of GaN material in experiment did not result from Mn dopant.With the increase of Mn doping,the emission intensity of yellow or blue band increases to different extent and the band-to-band emission band shows red shift from peak at 3.34 to 3.24 eV.     

S2ClF的构型及其异构化反应的密度泛函理论研究

采用量子化学中的密度泛函理论B3LYP方法,在6-311+G(3df)水平上,全优化得到了S2ClF线型和分叉型2种异构体的平衡结构,同时对可能发生的分子内卤素原子迁移反应的过渡态进行了考察。计算结果表明,从能量角度看,线型的ClSSF为稳定构型,热力学和动力学计算表明,无论是F原子迁移还是Cl原子迁移,分子内的原子迁移需要较高的活化能,并且速度很慢。     

Ni(100)表面吸附SO2的密度泛函研究

以原子簇Ni14为模拟表面,采用DFT/B3LYP方法研究了二氧化硫(SO2)分子在Ni(100)表面的吸附构型、能量、电荷及态密度。结果表明,SO2分子通过S原子平铺吸附在Ni(100)的桥位最有利,计算结果与实验相符。电荷密度及态密度分析表明,Ni原子的d轨道与SO2分子的空p轨道之间存在明显的s-p作用和电荷转移,这一作用可能导致SO2分子发生解离。     

Cu(100)表面吸附CN的密度泛函研究

采用密度泛函方法,以原子簇Cu14为模拟表面,对CN自由基分子在垂直和平行Cu(100)表面不同位置的吸附情况进行了研究,结果表明：通过原子C垂直吸附在表面的顶位是其最佳吸附方式,吸附后CN键振动频率发生蓝移;而其它吸附方式中CN键振动频率均发生红移．DOS和电荷转移分析指出CN通过C端吸附在表面顶位位置时,Cu与CN之间具有较强的σ成键和较弱的π反键特征．     

乙炔和乙烯分子在Si(100)表面吸附的几何和电子结构的密度泛函研究

采用基于第一性原理的密度泛函理论和平板模型对Si(100)表面吸附乙炔和乙烯分子的构型稳定性以及电子结构进行系统研究. 结果表明: 无论是吸附乙炔还是乙烯分子, 当覆盖度为0.5 ML时, 最为稳定的吸附方式为dimerized模型; 当覆盖度增大到1.0 ML时, end-bridge模型为最稳定的吸附方式. 通过对各吸附模型的能带结构分析可知, 体系的带隙变化可以通过考察表层Si—Si二聚体中Si原子的配位环境来确定. 对于相同的吸附模型, 无论吸附分子是乙炔还是乙烯, 都具有非常相近的带隙. 吸附构型以及吸附分子的覆盖度对最小带隙及其来源有较大影响. 此外, 研究结果还表明, 杂化密度泛函方法更适合于描述Si(100)表面的电子结构, 尤其是对end-bridge吸附模型.     

层状金属配位聚合物[{MX2(bipy)}n](M=Ni,Cu,Hg;X=F,Cl,Br,I;)bipy=4,4'-bipyridyl)的电子结构和导电机理研究

用紧束缚(EHT)晶体轨道方法对层状金属配位聚合物[{HgX2(bipy)}(a)](X=Cl,Br;bipy=4,4'-bipyridyl)进行了能带结构计算,并利用键向量方法对这一系列聚合物能带特征和成键性质进行了讨论.研究表明,Fermi能级附近的能带主要是金属汞原子和卤素原子及氮原子之间形成的d-pσ*反键和d-pσ成键作用,这两者作用的强弱对导电性起决定作用.本文还对系列聚合物[(HgX(bipy)}n](M=Ni,Cu,Hg;X=Cl,Br;bipy=4,4'-bipyridyl)可能具有的导电机理和规律进行了探讨.     

最高已占轨道电子分布图在亲电取代定位规律中的应用

影响芳环亲电取代定位规律的因素中,除了总π电子密度大小以外,芳环HOMO电子在各个C上的密度分布也是一个重要因素。本文采用B3LYP方法计算了3个芳香化合物的HOMO电子密度图,定性解释了它们的亲电取代定位效应。     

氢分子在ZrC(111)面解离过程的动态能带结构研究

采用密度泛函方法和平板模型对H₂在ZrC(111)面上的反应途径进行了研究, 结果表明H₂在该表面上的解离易于发生. 通过考察各中间态的能带结构, 在H₂解离的过程中, H 1s诱导态(占据)所处能量位置存在着先上升后下降的过程, 同时清洁表面中处在费米能级下方的以表面Zr原子4d_xz/d_yz为主要成分的能带消失. 上述能带结构分析结果再现了活性表面态在反应过程中的作用, 并与光电子能谱观测结果相吻合.     

MgO缺陷和不规则表面的能带结构研究

用扩展休克尔紧束缚（ＥＨＴ）晶体轨道方法对ＭｇＯ表面缺陷和不规则结构进行能带计算,并对能带的结构及组成进行了讨论。计算结果表明,各种缺陷及不规则表面的表面状态与完整晶面比较,存在明显差异,前者由于其导带底部能带的变化造成导带和价带间的能隙减小。我们发现,ＭｇＯ缺陷及不规则表面吸附能力与其表面能大小及表面不同位置原子的净电荷数密切相关。缺陷模型的表面能均大于完整晶面,故缺陷有利于表面吸附     

N_2O在Cu/t-ZrO_2(101)表面的吸附与解离

运用广义梯度密度泛函理论结合周期性平板模型方法研究了N2O在完整及负载Cu的四方相ZrO2(101)表面的吸附与解离.结果表明,N2O在完整ZrO2(101)表面的吸附均为物理吸附,Cu在其完整表面的次表层第一氧位为最稳定吸附位,且覆盖度为0.25ML时的吸附最为稳定,吸附能为155.8kJ/mol;N2O分子中O端弱物理吸附于Cu/ZrO2(101)表面,其N端及平行吸附方式得到的稳定吸附能分别为121.6和66.8kJ/mol.频率及电荷布居计算表明,吸附后对称和反对称伸缩振动频率均发生红移,电子由Cu负载底物表面转移给N2O分子.对N2O分子的解离考虑了N端垂直吸附和平行吸附两种解离反应过程,发现平行吸附过程的解离更易发生.