【摘要】纳米材料即几何尺寸介于1nm-100nm之间,尺寸效应和大的表面效应使材料具有某些特性的新材料,并在物理,化学及材料科学方面的研究取得了非常大的进展。纳米材料的应用遍及各个领域,包括纳米磁性材料、纳米半导体材料、纳米催化材料、医疗上的应用、环境保护和机械工业等。基于纳米材料的纳米科技必将对当今世界的经济发展和社会进步产生重要的影响。因此,对纳米材料的科学研究具有非常重要的意义。具有单原子厚 […]

【摘要】作为一类新型功能材料,有机光致变色材料在光学计算机、信息存储器、光控信息显示器等领域均具有潜在的应用前景,因此,设计开发具有优良特性的有机光致变色材料显得尤为重要。深入认识有机光致变色材料的微观结构、明确光致变色过程和机理、建立材料的构效关系将对设计合成性能优良的光致变色化合物具有重要的理论指导意义。在过去的近二十年中,本实验室通过分子设计和结构修饰已合成出一系列吡唑啉酮类光致变色化合物。 […]

【摘要】随着有机电子学领域的飞速发展，有机光电材料备受人们的关注。由于其具有材料丰富、重量轻、柔性、低成本、制作工艺简单等潜在优点，被广泛应用于有机场效应晶体管(OFET)、有机发光二极管(OLED)、有机太阳能电池(OSC)等光电器件中。其中，噻吩类材料因硫(S)原子的引入，提升了分子的极化率，从而表现出多种分子内和分子间相互作用，如范德华相互作用、弱分子间氢键、π-π堆积、S···S（硫··· […]

【摘要】多面体硼簇化合物是一类通过共价键构成的具有特殊结构和非常规成键的化合物，因其丰富的形成种类、特殊的电子结构以及良好的化学稳定性，而具有很多的潜在应用，例如金属离子萃取、医药、催化、离子选择电极以及工业生产等。另外，由于其高的热稳定性，并在紫外光区有很好的透明性，以及其高度离域和大量的可极化电子，使得这类簇合物能够满足非线性光学(NLO)材料的很多要求。多面体硼烷、杂硼烷以及金属杂硼烷的二阶 […]

【摘要】染料敏化太阳能电池(DSSC)由于具有柔性、容易制备、环境友好、低成本和高效率等优点,并且作为一种有前景的可解决“太瓦挑战”的能源转换器件,受到了越来越广泛的关注。目前,DSSC的效率仍然滞后于传统硅基太阳能电池,限制了其大规模商业化应用。敏化剂作为DSSC的核心组成部分,对光捕获效率、界面电荷转移过程以及最终的能量转换效率有着重要的影响。然而,界面电荷转移过程极其复杂,这使得通过实验设计 […]

【摘要】超导研究一直是凝聚态物理领域一个充满活力的重大课题。高温超导体和其它非常规超导体的发现不断激发人们极大的研究热情。对于超导体的研究,人们一方面寻求新的超导材料特别是非常规超导体；另一方面,致力于超导机制和配对形式的研究。近年来,一些新的超导材料不断涌现,对超导体特别是非常规超导体的理论研究也方兴未艾。在本文中,我们使用了密度泛函理论（DFT）和奇异模泛函重整化群（SMFRG）方法研究了几种 […]

【摘要】随着实验技术的进步,人们对化学反应过程的认识逐渐从宏观现象向微观机理深入。而计算模拟方法和计算机技术的快速发展,则可以帮助人们对化学反应中的种种现象进行理论模拟,进而预测和设计新的反应和催化剂。本文围绕着路易斯酸催化的[3+2]环加成、偶氮苯衍生物在单分子膜和溶液中的顺反异构化反应和二噻吩乙烯分子开／闭环“开关”过程三类化学反应,分别利用密度泛函理论和反应性分子动力学模拟方法,研究了它们的 […]

【摘要】自组装是自然界普遍存在的一种现象,它指在不依靠外力的条件下将无序的分子结合成具有规整排布的分子聚集体。将分子自组装应用到分子电子器件,可以通过改变自组装分子单元的电子结构和堆积方式对器件的性能进行调控,有望取代现在广泛应用的无机半导体材料。阐明白组装分子的聚集方式与分子电子器件性能之间的关系是理论研究的核心问题。本文采用了量子力学(QM)与分子力学(MM)相结合的方案,改进了某些界面及分子 […]

【摘要】非共价相互作用广泛地存在于自然界之中。对非共价相互作用的研究催生了新的学科,比如超分子化学。大量的化学过程涉及非共价相互作用,比如,催化、药物合成、分子识别、自组装。实验研究表明通过调控非共价相互作用可以产生大量的化学现象。不过,大部分现象尚未在分子或电子水平给出合理的解释。另一方面,由于理论化学和计算机科学的快速发展,计算化学家现在已经能够通过量子力学计算来研究非共价相互作用。但是相对于 […]

【摘要】钯催化Suzuki偶联是比较常见金属有机反应,它是构建Aryl-Aryl键中最实用的方法。常用的含磷钯催化剂具有催化活性高,但对氧气和水汽很敏感,因而具有不易操作和难保存等缺点。NCN-Pincer钯催化剂可以克服含磷的钯催化剂大多数缺点。但目前对于Pincer钯催化Suzuki偶联反应机理的研究仍然存在很多争议。本文主要使用系统的密度泛函理论(DFT)和有机化学实验的方法来验证NCN-p […]