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外电场下二氧化锆的分子结构及其特性

凌智钢 唐延林 李涛 李玉鹏 魏晓楠

外电场下二氧化锆的分子结构及其特性

凌智钢, 唐延林, 李涛, 李玉鹏, 魏晓楠
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  • 对O原子采用6-311++G*基组,Zr原子采用aug-cc-pVTZ-PP基组,利用密度泛函(B3P86)方法优化得到了ZrO2分子的稳定构型,并研究了不同外电场(0–0.025 a.u.)作用下ZrO2 基态分子键长、能量、电荷分布、偶极矩和能级的变化规律. 在优化构型的基础上,利用含时密度泛函(TD-B3P86)方法研究了ZrO2分子在外电场作用下前6个激发态的激发能、跃迁波长和振子强度的激发特性. 研究结果表明:随着电场强度的增大,Zr–2O的键长增大,而Zr–3O的键长均匀减少,总能量降低,偶极矩增大;最高占据轨道能量基本保持不变,最低未占据轨道和能隙均减小. 电场的增大使得激发能减小,各个激发态跃迁波长均发生不同程度的红移现象,因而,利用外电场可以控制ZrO2的发光光谱范围在可见-红外区域扩展.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:41061039,11164004)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-09-24
  • 修回日期:  2013-10-20
  • 刊出日期:  2014-01-05

外电场下二氧化锆的分子结构及其特性

  • 1. 贵州大学物理系, 贵阳 550025
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:41061039,11164004)资助的课题.

摘要: 对O原子采用6-311++G*基组,Zr原子采用aug-cc-pVTZ-PP基组,利用密度泛函(B3P86)方法优化得到了ZrO2分子的稳定构型,并研究了不同外电场(0–0.025 a.u.)作用下ZrO2 基态分子键长、能量、电荷分布、偶极矩和能级的变化规律. 在优化构型的基础上,利用含时密度泛函(TD-B3P86)方法研究了ZrO2分子在外电场作用下前6个激发态的激发能、跃迁波长和振子强度的激发特性. 研究结果表明:随着电场强度的增大,Zr–2O的键长增大,而Zr–3O的键长均匀减少,总能量降低,偶极矩增大;最高占据轨道能量基本保持不变,最低未占据轨道和能隙均减小. 电场的增大使得激发能减小,各个激发态跃迁波长均发生不同程度的红移现象,因而,利用外电场可以控制ZrO2的发光光谱范围在可见-红外区域扩展.

English Abstract

参考文献 (31)

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