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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 氯在Ag(111)-p(4×4)-O表面吸附的STM与DFT研究

    摘要： 利用低温扫描隧道显微镜（LT-STM）结合密度泛函理论（DFT）计算，研究了氯和氧在Ag(111)表面的共吸附现象。氯在室温下吸附于Ag(111)-p(4×4)-O表面时，会在4×4重构的凸起之间出现新的明亮物体。随着氯的吸附，这些物体会在角孔周围形成"玫瑰花结"构型，该构型与Ag(111)-(3×3)-Cl重构结构中氯原子的排布完全一致。我们推断氯在Ag(111)-p(4×4)-O表面的吸附是解离式的，氯原子会从四重配位位置置换出氧原子。77K下的氯吸附则会在p(4×4)重构的Ag6三角区域形成混合Cl-O物种。这两种氯吸附情形均出乎意料，且无法用公认的p(4×4)重构Ag6模型解释。

    关键词： STM、DFT、氯吸附、Ag6模型、Ag(111)-p(4×4)-O表面

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 亚硝酸盐、伪卤素连接的Zn(II)/Cd(II)席夫碱配合物（含1,3-二亚胺间隔基团）：合成、晶体结构、DFT、TD-DFT及荧光研究

    摘要： (N2O4)型salen双齿配体(H2L°Me)[N,N'-双(3-甲氧基水杨醛亚胺)-1,3-二氨基丙烷]的自组装反应生成两类配合物：三核硝酸盐[Cd3(L°Me)2(NO3)2](1)和双核[Zn2(L°Me)(η1-N3)2(CH3OH)2](2)。通过元素分析、紫外-可见及傅里叶变换红外光谱成功表征了这些配合物。单晶X射线研究表明，配合物1由平面三核Cd(II)3核心构成，与两个完全去质子化的二价阴离子配体[L1]2-和硝酸根(NO3-)桥联；而配合物2是中心对称的六配位Zn(II)结构，具有双端式叠氮配体(η1-N3)并以甲醇为共配体。两者均满足共同的四元M(II)2(μ2-O)2基本核心结构。在DMSO溶剂中的荧光性质显示，这些配合物的荧光强度显著强于游离salen型配体(H2L°Me)。采用B3LYP/TZVP水平的密度泛函理论对配合物进行结构优化，通过前沿分子轨道、静电势图及电荷分析揭示了电子结构和分子内电荷/势能分布，证实了实验观测的超分子相互作用。利用Hirshfeld表面和二维指纹图谱解析了存在的不同非共价超分子相互作用。进一步通过含时密度泛函理论计算阐明了两种配合物的实验电子光谱特征。

    关键词： Cd(II)/Zn(II)配合物，荧光，TD-DFT，DFT，叠氮化物

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 3d（铬）掺杂硒化钡的电子结构与铁磁性能

    摘要： 在本研究中，我们采用基于自旋极化密度泛函理论的第一性原理方法，研究了铬（Cr）掺杂硒化钡（BaSe）（如Ba1?xCrxSe，x=0.25、0.5和0.75）的结构参数、电子结构及半金属铁磁行为。交换关联势采用Wu和Cohen广义梯度近似（GGA-WC）描述。计算所得BaSe结构参数与理论数据吻合良好。研究发现：对于Ba0.75Cr0.25Se和Ba0.5Cr0.5Se，p-d交换耦合呈铁磁性；而Ba0.25Cr0.75Se则呈现反铁磁性。电子结构表明，所有掺杂浓度的Ba1?xCrxSe材料均为自旋极化率100%、每个Cr原子总磁矩为4μB的半金属铁磁体。因此，Ba1?xCrxSe化合物是潜在自旋电子学应用的理想候选材料。

    关键词： DFT，掺铬BaSe，半金属铁磁性，电子结构

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 基于茚并[1,2-b]芴-6,12-二酮的半导体材料电荷传输与光学性质的理论研究

    摘要： 对一系列茚并[1,2-b]芴-6,12-二酮（IFD）基分子的电学与光学性质进行了系统研究，探讨了丁基、丁硫基和二丁氨基取代基对IFD重组能、分子间电子耦合及电荷注入势垒的影响。结合量子化学计算与电子转移理论发现：引入硫键侧链可降低空穴转移相关的重组能并优化分子间π-π堆积，从而获得优异的双极电荷传输性能（μh=1.15 cm2 V?1 s?1，μe=0.08 cm2 V?1 s?1）；相比之下，二丁氨基侧链的引入会增强分子间空间位阻并阻碍完美的π-π堆积，导致电子耦合减弱，最终使本征空穴迁移率显著降低（μh=0.01 cm2 V?1 s?1）。此外，通过模拟丁基-IFD、丁硫基-IFD和二丁氨基-IFD的电子光谱并与实验数据对比，计算表明：经适当化学修饰后，IFD基分子有望开发为新型红外及近红外探针材料。

    关键词： 本征电子迁移率、结构-功能关系、茚并[1,2-b]芴-6,12-二酮基分子、密度泛函理论(DFT)、本征空穴迁移率、电子光谱

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 阳离子交换法合成Au?S过程中阴离子亚晶格的转变（源自Cu???S纳米晶体）

    摘要： 阳离子交换是一种多功能的后合成技术，通过保留阴离子亚晶格实现了亚稳态纳米晶的合成。本研究报道了利用Cu2-xS纳米晶进行阳离子交换制备亚稳态Au2S的机理细节。该转化过程需要阴离子亚晶格从Cu2-xS的六方密堆积（hcp）转变为Au2S的体心立方（bcc）结构，并伴随晶胞膨胀。配体环境对反应驱动力起关键作用：油胺的存在使转化可在室温下进行，而三辛基膦的加入则会抑制反应。通过对刻面纳米晶及部分阳离子交换纳米晶的透射电镜（TEM）研究，证实反应沿锥形晶面呈高度定向方式进行。鉴于XRD和TEM显示阳离子交换能产生高质量纳米晶，采用紫外-可见光谱（UV-Vis）和拉曼光谱表征了亚稳态Au2S纳米晶的光电性质。Tauc图分析显示其带隙为2.6 eV，并鉴定出265 cm-1和329 cm-1两个本征拉曼模。结合密度泛函理论（DFT）对结构、能带、光谱及声子谱的计算结果与实验数据，进一步深化了对Au2S纳米晶特性的认知。

    关键词： X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、紫外-可见光谱（UV-Vis）、三辛基膦、纳米晶体、透射电子显微镜（TEM）、阳离子交换、密度泛函理论（DFT）、硫化亚铜（Cu2-xS）、阴离子亚晶格转变、硫化金（Au2S）、油胺

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 基于质子转移的叠氮化合物用于硫化氢检测的荧光关-开响应：一项实验、理论与生物成像研究

    摘要： 本研究描述了基于含叠氮基团苯并恶嗪核心的光活性质子转移化合物的合成。这些化合物在紫外区有吸收，在可见光谱区有荧光发射，并因激发态光互变异构（ESIPT）而具有较大斯托克斯位移。苯并恶嗪结构上叠氮基的位置对其光物理性质表现出显著影响，会导致荧光淬灭。为评估其作为H2S传感器的应用潜力，在NaHS存在下进行了光物理研究——该方法通过NaHS还原叠氮基为胺类来模拟H2S，从而产生荧光"关-开"响应机制。所观察到的光物理特性成功应用于探索叠氮化合物在生物介质中的荧光探针功能。此外，分别采用CAM-B3LYP/cc-pVDZ和CAM-B3LYP/jun-cc-pVTZ水平的DFT与TD-DFT计算方法，旨在解析叠氮衍生物的光物理特性，重点研究其实验中观察到的荧光淬灭现象。

    关键词： 光学传感器，TD-DFT，荧光，ESIPT，叠氮化合物

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 5-芳氧基-(1H)-四唑的X射线、红外、核磁共振、紫外-可见光谱及DFT分析：结构、构象与互变异构

    摘要： 采用B3LYP方法结合6-311G(d,p)基组，在气相中分析了5-(2,6-二甲基-和5-(2,6-二异丙基苯氧基)-(1H)-四唑的N1-H与N2-H主要互变异构体形式。研究发现，无论在固态还是气相中，四唑的N1-H形式均比N2-H形式更稳定。两种四唑的晶体结构均显示存在N1-H与相邻四唑分子N4原子间的分子间氢键。在B3LYP/6-311G(d,p)水平上评估了四唑各互变异构体间的氢键作用，并研究了四唑及其变体的几何参数与光谱数据在固态和气相中的变化情况。

    关键词： 5-(2,6-二异丙基苯氧基)-(1H)-四唑，DFT，核磁共振，X射线，氢键，旋转能垒

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 四方晶系P4/nmm WO3 (100)表面对乙烯水合相关分子的吸附特性

    摘要： 工业对乙醇的需求推动了对乙烯水合反应改进催化剂的研究。三氧化钨（WO3）等钨基催化剂已应用于乙烯直接水合制乙醇，显示出该反应的高转化率与选择性。本文基于包含色散力的自旋极化密度泛函理论第一性原理计算，研究了乙烯水合相关分子在四方相P4/nmm WO3 (100)表面的吸附特性。引入色散力后，我们对该晶体的晶格参数预测较先前理论研究更为精确。对于四方相WO3晶体，(100)表面包含五种化学性质不同的原子：五配位钨原子W5c、三种不同类型的二配位氧原子O2c以及单配位氧原子O1c。本研究首次确定了该表面上水、乙烯和乙醇（含氢原子）的最优吸附位点。该表面对水和乙烯表现出高反应活性，单配位氧原子能稳定吸附分子，且吸附后钨原子呈现六配位状态（W6c）。反应物的构型表明乙烯在吸附水上方遵循Rideal-Eley反应机理。这些结果揭示了所选四方相WO3表面与乙烯水合相关分子间的相互作用，这些作用最终决定了乙醇生产的反应机理。

    关键词： DFT（密度泛函理论）、水合、四方相、乙烯、色散力、三氧化钨、氧化钨

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 缺陷石墨烯作为氨气传感器：理论洞察

    摘要： 缺陷通常以材料变形的形式出现，会降低其性能。然而在纳米尺度下，缺陷能产生对器件应用具有实用价值的新材料。本报告采用密度泛函理论和NEGF方法，分析了石墨烯片层上的空位缺陷（包括单空位和不同对称性的双空位），以研究其电子特性和输运性质。通过电导率、电流-电压特性及灵敏度分析，评估了这些缺陷石墨烯片层在气体传感（特别是氨气检测）中的应用潜力。研究发现，与双空位相比，单空位缺陷石墨烯是更优异的氨分子传感材料。

    关键词： DFT（密度泛函理论）、灵敏度、氨气、石墨烯、缺陷、电导率

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • [IEEE 2018年国际半导体工艺与器件模拟会议（SISPAD） - 美国德克萨斯州奥斯汀市（2018.9.24-2018.9.26）] 2018年国际半导体工艺与器件模拟会议（SISPAD） - 第一性原理器件模拟的高级算法

    摘要： 本文提出了针对第一性原理大规模量子输运问题的数值算法。这些算法可分为三大类：(i) 计算连接模拟区域与其环境的开放边界条件；(ii) 求解弹道输运极限下由此产生的薛定谔方程；(iii) 将该情况扩展至涉及散射（如电子-声子相互作用）的情形。研究表明，基于第一性原理的器件模拟需要专门开发的算法，且相比仅基于CPU的求解器，图形处理单元(GPU)能带来显著的速度提升。作为示例，将报告对实际导电桥随机存取存储器单元进行研究所得的计算耗时。

    关键词： DFT（密度泛函理论）、算法、NEGF（非平衡格林函数）、量子输运

    更新于2025-09-09 09:28:46