Au32及其掺杂团簇的结构和非线性光学性质

来源 :兰州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lishibo13514244774
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近来,由于金团簇在电子设备,光学材料,功能纳米材料,催化剂等方面的应用需要,人们从实验和理论上对金团簇进行了大量的研究。研究主要集中在基态结构、电子性质、吸附、催化和非线性光学效应等方面。研究显示金团簇有可观的非线性光学特性,可以作为一些光学器件的基本材料,具有潜在的应用价值。但是,专门研究金团簇非线性光学性质的工作比较少,人们仍旧主要关注于金团簇结构以及电子性质的研究。本文利用DFT研究了富勒烯Au32及其合金团簇的基态电子性质与非线性光学性质等。文章从掺杂种类、掺杂位置、杂质原子数量、杂质原子空间距离以及对称度等方面讨论了掺杂Ag或Cu原子对Au32团簇非线性光学性质的影响。本文主要分为三部分:1.富勒烯Au32及其合金团簇的构型与非线性光学性质用DFT中的PBE方法在LanL2DZ基组水平上在Au32团簇的结构基础之上建构并几何优化了Au32-nMn(n=1,2,3;M=Ag,Cu)团簇,对它们的基态电子性质与非线性光学性质进行了理论研究。结果表明掺杂银、铜原子均可使团簇的能隙减小,掺杂五纵轴的位置要比三纵轴的位置要高。掺杂不同的杂质原子对金团簇平均结合能的影响不同。无论是掺银还是铜,差减偶极矩均高于纯金的,并随着浓度的增加而升高。掺杂银或铜原子可以显著的增大团簇的一阶超极化率。在掺杂相同的元素且对称性降低的一组团簇中β值随着杂质原子数量增加而增大。总之在纯金团簇中掺杂同主族的银或铜原子可以增强其非线性光学性质。杂质原子数量、掺杂位置、杂质种类、杂质原子空间距离以及对称度都会影响团簇非线性光学系数。2.Au32及合金团簇Au32-nMn(M=Ag, Cu)的HOMOHOMO分析表明团簇轨道有非常高的d成分,d电子在团簇的光学性质方面有很强的影响,引起较强的s-(p)-d分子轨道杂化。同时发现在三纵轴位置,d轨道成水平与六边形;而在五纵轴位置是垂直于五边形的。3.从电子离域性角度用ELF、LOL对金及其合金团簇的分析在Au32及其合金团簇中,ELF与LOL分析表明由于相对论效应的差异,电子离域性的等值面,Ag是小于Au,而Cu更小于Ag,无论是掺杂位如何,以上特性都是类似的。为此从根本上来说贵金属原子Au的强电子离域性是本质原因,掺杂改变了原来高对称分布的电子,进一步增强了团簇的二阶非线性光学效应。
其他文献
学位
β-Ga2O3是III-VI族直接宽带隙半导体材料,其禁带宽度(Eg)在4.2-4.9eV之间,具有很好的光学和电学特性,日益成为当前氧化物半导体领域的研究热点之一。β-Ga2O3材料在日盲探测器
在过去十多年间,有关于高离化离子体系的理论计算和实验探究的课题一直深受学者青睐。目前,类锂体系高离化离子Kr33+的能级结构暂无实验数据,现有的理论数据又有限,所以需要
基于量子力学的基本原理,量子通讯具有高效率和绝对安全等特点,并因此成为国际上量子物理和信息科学的研究热点。熵是信息科学中的重要研究工具,与此对应的量子熵是量子信息理论
与传统的光学全息相比,数字全息技术能够实现再现像的有效分离,并且能准确计算出再现波前的数值。针对数字全息技术的特点,本研究工作考察了数字相移全息技术中存在的振动干
金属以及金属间化合物的表面抗氧化问题影响着材料的实际应用和发展,其中,γ-TiAl合金的表面氧化问题一直是人们关注的焦点。本文的主要工作是利用基于密度泛函理论的第一性
太赫兹辐射(THz)是对一个特定频段的电磁辐射的统称,通常指频率在0.1THz~10THz(波长在30μm~3mm)之间的电磁波,其波段在微波和红外之间,属于远红外波段。随着超快激光技术的发
太赫兹波(THz)是指频率在0.1~10THz(1THz=1012Hz)之间的电磁波。该波段电磁波谱对应于分子的振动能级和转动能级,包含丰富的物理和化学信息,非常适于鉴别和研究分子的低频动力
自1993年日本日亚化学成功开发出全球第一个商业化以氮化铟镓(InGaN)为材质的蓝、紫光LED之后,更加速以白光LED作为照明新世代的来临。日亚化学更在1996年发表InGaN/Y3Al5O12
力学系统对称性与守恒量理论在数理学科中占有非常重要的地位,守恒量的研究对了解系统的物理状态和性质具有重要的理论价值和实际意义。为了便于用分析力学的对称性与守恒量