【摘 要】
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采用基于密度泛函理论的广义梯度近似,对C60富勒烯-巴比妥酸及其二聚体的几何结构和电子结构进行了计算研究.发现:C60富勒烯-巴比妥酸只有一种稳定结构,且掺杂巴比妥酸基团对
【机 构】
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中国药科大学物理教研室,南京理工大学应用物理系,哈尔滨工业大学威海分校
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采用基于密度泛函理论的广义梯度近似,对C60富勒烯-巴比妥酸及其二聚体的几何结构和电子结构进行了计算研究.发现:C60富勒烯-巴比妥酸只有一种稳定结构,且掺杂巴比妥酸基团对C60分子构型的影响是局域的.C60富勒烯-巴比妥酸的二聚体有三种同素异构体,分别以[6,5]-[6,5],[6,6]-[6,5]和[6,6]-[6.6]三种方式键合,从能隙大小顺序和总能相对大小来看,[6,6]-[6,6]结构最为稳定.电子结构方面,在C60富勒烯-巴比妥酸单体中,Donor-Acceptor电荷转移体系为C60富勒烯-巴比妥酸,即电荷是从C60向巴比妥酸转移.由前线轨道和自旋布居数得知,C60富勒烯-巴比妥酸单体很好地保留了C60的电磁性质,但稳定性下降,易发生二次加成反应形成二聚体.对于C60富勒烯.巴比妥酸二聚体,Mulliken电荷分析显示,在加成四元环处的碳原子分别得到0.104e和0.106e电荷,而与它们邻近的碳原子则失去电子,带有正电荷,且距加成位置越近的碳原子失去的电荷越多.在远离加成位置处,碳原子的净电荷变化相对较小.与单体1.52eV能隙相比,二聚体中的能隙为1.45eV.其前线轨道分布与单体相比,最高占据轨道几乎未变,但最低未占据轨道发生了很大变化.
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