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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.
    [1]

    Rao C N, Raveau B 1998 Transition Metal Oxides (New York: Wiley)

    [2]

    Gates B C 1995 Chem. Rev. 95 511

    [3]

    Clair T P S, Goodman D W 2000 Top. Catal. 13 5

    [4]

    Wallace W T, Min B K, Goodman D W 2005 Top. Catal. 34 17

    [5]

    Harrison H D, McLamednt E, Subbarao E C 1962 Electrochem. Soc. 110 23

    [6]

    Liu H Q, Wang L L, Qin W P 2004 Acta Phys. Sin. 53 282 (in Chinese) [刘晃清, 王玲玲, 秦伟平 2004 物理学报 53 282]

    [7]

    Liu J X, L S C, Li X M 2004 J. Chin. Rare Earth Soc. 22 867 (in Chinese) [刘金霞, 吕树臣, 李秀明 2004 中国稀土学报 22 867]

    [8]

    Hyppänen I, Hölsä J, Kankare J, Lastusaari M, Pihlgren L 2007 J. Nano. Mater. 2007 16391

    [9]

    French R H, Glass S J, Ohuchi F S 1994 Phys. Rev. B 49 5133

    [10]

    Ghosh P, Priolkar K R, Patra A 2007 J. Phys. Chem. C 111 571

    [11]

    Jeon S, Braun P V 2003 Chem. Mater. 15 1256

    [12]

    Savoini B, Muñoz Santiuste J E, Gonzalez R 1997 Phys. Rev. B 56 5856

    [13]

    Chen S G, Yu M Y, Hu B G, Wang X, Liu Y C, Yu S Q, Zhang W W, Yin Y S 2007 J. Chin. Ceram. Soc. 35 46 (in Chinese) [陈守刚, 于美燕, 胡保革, 王昕, 刘英才, 于帅琴, 张伟伟, 尹衍升 2007 硅酸盐学报 35 46]

    [14]

    Zhao G F, Xiang B, Shen X F, Sun J M, Bai Y Z, Wang Y X 2011 Acta Phys. Chim. Sin. 27 1095

    [15]

    Foltin M, Stueber G J, Bernstein E R 2011 J. Chem. Phys. 114 8971

    [16]

    Ma M Z, Zhu Z H, Chen X J, Xu G L, Zhang Y B, Mao H P, Shen X H 2005 Chin. Phys. B 14 1101

    [17]

    Xu G L, Liu X F, Xie H X, Zhang X Z, Liu Y F 2010 Chin. Phys. B 19 113101

    [18]

    Hu Z G, Tian Y T, Li X J 2013 Chin. Phys. Lett. 30 087801

    [19]

    Xu G L, Xie H X, Yuan W, Zhang X Z, Liu Y F 2012 Acta Phys. Sin. 61 043104 (in Chinese) [徐国亮, 谢会香, 袁伟, 张现周, 刘玉芳 2012 物理学报 61 043104]

    [20]

    Perdew P 1986 J. Phys. Rev. B 33 8822

    [21]

    Cooper G, Olney T N, Brion C E 1995 Chem. Phys. 194 175

    [22]

    Hennico G, Delhalleet 1988 J. Chem. Phys. Lett. 152 207

    [23]

    Grozema F C, Telesca R, Joukman H T, Siebbeles L D A, Snijders J G 2001 J. Chem. Phys. 115 10014

    [24]

    Kjeellberg P, He Z, Pullerrits T 2003 J. Phys. Chem. B 107 13737

    [25]

    Zhu Z H, Fu Y B, Gao T, Chen Y L, Chen X J 2003 Chin. Atom Mol. Phys. 20 169 (in Chinese) [朱正和, 傅依备, 高涛, 陈银亮, 陈晓军 2003 原子与分子物理学报 20 169]

    [26]

    Chaudhuri R K, Mudholkar A, Freedet K F 1997 J. Chem. Phys. 106 9252

    [27]

    Zeng J Y 1998 Introduction to Quantum Mechanics (Beijing: Peking University Press) pp 339–341 (in Chinese) [曾谨言 1998 量子力学导论 (北京: 北京大学出版社) 第339–341页]

    [28]

    Woon D E, Dunning T H 1993 J. Chem. Phys. 98 1358

    [29]

    Brugh D J, Suenram R D 1999 J. Chem. Phys. 111 3526

    [30]

    Xu G L, Xiao X H, Liu Y F, Sun J F, Zhu Z H 2007 Acta Phys. Chem. Sin. 23 746 (in Chinese) [徐国良, 肖晓红, 刘玉芳, 孙金峰, 朱正和 2007 物理化学学报 23 746]

    [31]

    Huang D H, Wang F H, Wang M J, Jiang G 2013 Acta Phys. Sin. 62 013104 (in Chinese) [黄多辉, 王藩侯, 王明杰, 蒋刚 2013 物理学报 62 013104]

  • [1]

    Rao C N, Raveau B 1998 Transition Metal Oxides (New York: Wiley)

    [2]

    Gates B C 1995 Chem. Rev. 95 511

    [3]

    Clair T P S, Goodman D W 2000 Top. Catal. 13 5

    [4]

    Wallace W T, Min B K, Goodman D W 2005 Top. Catal. 34 17

    [5]

    Harrison H D, McLamednt E, Subbarao E C 1962 Electrochem. Soc. 110 23

    [6]

    Liu H Q, Wang L L, Qin W P 2004 Acta Phys. Sin. 53 282 (in Chinese) [刘晃清, 王玲玲, 秦伟平 2004 物理学报 53 282]

    [7]

    Liu J X, L S C, Li X M 2004 J. Chin. Rare Earth Soc. 22 867 (in Chinese) [刘金霞, 吕树臣, 李秀明 2004 中国稀土学报 22 867]

    [8]

    Hyppänen I, Hölsä J, Kankare J, Lastusaari M, Pihlgren L 2007 J. Nano. Mater. 2007 16391

    [9]

    French R H, Glass S J, Ohuchi F S 1994 Phys. Rev. B 49 5133

    [10]

    Ghosh P, Priolkar K R, Patra A 2007 J. Phys. Chem. C 111 571

    [11]

    Jeon S, Braun P V 2003 Chem. Mater. 15 1256

    [12]

    Savoini B, Muñoz Santiuste J E, Gonzalez R 1997 Phys. Rev. B 56 5856

    [13]

    Chen S G, Yu M Y, Hu B G, Wang X, Liu Y C, Yu S Q, Zhang W W, Yin Y S 2007 J. Chin. Ceram. Soc. 35 46 (in Chinese) [陈守刚, 于美燕, 胡保革, 王昕, 刘英才, 于帅琴, 张伟伟, 尹衍升 2007 硅酸盐学报 35 46]

    [14]

    Zhao G F, Xiang B, Shen X F, Sun J M, Bai Y Z, Wang Y X 2011 Acta Phys. Chim. Sin. 27 1095

    [15]

    Foltin M, Stueber G J, Bernstein E R 2011 J. Chem. Phys. 114 8971

    [16]

    Ma M Z, Zhu Z H, Chen X J, Xu G L, Zhang Y B, Mao H P, Shen X H 2005 Chin. Phys. B 14 1101

    [17]

    Xu G L, Liu X F, Xie H X, Zhang X Z, Liu Y F 2010 Chin. Phys. B 19 113101

    [18]

    Hu Z G, Tian Y T, Li X J 2013 Chin. Phys. Lett. 30 087801

    [19]

    Xu G L, Xie H X, Yuan W, Zhang X Z, Liu Y F 2012 Acta Phys. Sin. 61 043104 (in Chinese) [徐国亮, 谢会香, 袁伟, 张现周, 刘玉芳 2012 物理学报 61 043104]

    [20]

    Perdew P 1986 J. Phys. Rev. B 33 8822

    [21]

    Cooper G, Olney T N, Brion C E 1995 Chem. Phys. 194 175

    [22]

    Hennico G, Delhalleet 1988 J. Chem. Phys. Lett. 152 207

    [23]

    Grozema F C, Telesca R, Joukman H T, Siebbeles L D A, Snijders J G 2001 J. Chem. Phys. 115 10014

    [24]

    Kjeellberg P, He Z, Pullerrits T 2003 J. Phys. Chem. B 107 13737

    [25]

    Zhu Z H, Fu Y B, Gao T, Chen Y L, Chen X J 2003 Chin. Atom Mol. Phys. 20 169 (in Chinese) [朱正和, 傅依备, 高涛, 陈银亮, 陈晓军 2003 原子与分子物理学报 20 169]

    [26]

    Chaudhuri R K, Mudholkar A, Freedet K F 1997 J. Chem. Phys. 106 9252

    [27]

    Zeng J Y 1998 Introduction to Quantum Mechanics (Beijing: Peking University Press) pp 339–341 (in Chinese) [曾谨言 1998 量子力学导论 (北京: 北京大学出版社) 第339–341页]

    [28]

    Woon D E, Dunning T H 1993 J. Chem. Phys. 98 1358

    [29]

    Brugh D J, Suenram R D 1999 J. Chem. Phys. 111 3526

    [30]

    Xu G L, Xiao X H, Liu Y F, Sun J F, Zhu Z H 2007 Acta Phys. Chem. Sin. 23 746 (in Chinese) [徐国良, 肖晓红, 刘玉芳, 孙金峰, 朱正和 2007 物理化学学报 23 746]

    [31]

    Huang D H, Wang F H, Wang M J, Jiang G 2013 Acta Phys. Sin. 62 013104 (in Chinese) [黄多辉, 王藩侯, 王明杰, 蒋刚 2013 物理学报 62 013104]

  • [1] 潘军廷, 张宏. 极化电场对可激发介质中螺旋波的控制. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191934
    [2] 李翔艳, 王志辉, 李少康, 田亚莉, 李刚, 张鹏飞, 张天才. 蓝移阱中单个铯原子基态磁不敏感态的相干操控. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20192001
    [3] 刘丽, 刘杰, 曾健, 翟鹏飞, 张胜霞, 徐丽君, 胡培培, 李宗臻, 艾文思. 快重离子辐照对YBa2Cu3O7-δ薄膜微观结构及载流特性的影响. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191914
    [4] 杨建刚, 胡春波, 朱小飞, 李悦, 胡旭, 邓哲. 粉末颗粒气力加注特性实验研究. 物理学报, 2020, 69(4): 048102. doi: 10.7498/aps.69.20191273
    [5] 张松然, 何代华, 涂华垚, 孙艳, 康亭亭, 戴宁, 褚君浩, 俞国林. HgCdTe薄膜的输运特性及其应力调控. 物理学报, 2020, 69(5): 057301. doi: 10.7498/aps.69.20191330
    [6] 钟哲强, 张彬, 母杰, 王逍. 基于紧聚焦方式的阵列光束相干合成特性分析. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200034
    [7] 李闯, 李伟伟, 蔡理, 谢丹, 刘保军, 向兰, 杨晓阔, 董丹娜, 刘嘉豪, 陈亚博. 基于银纳米线电极-rGO敏感材料的柔性NO2气体传感器. 物理学报, 2020, 69(5): 058101. doi: 10.7498/aps.69.20191390
    [8] 徐贤达, 赵磊, 孙伟峰. 石墨烯纳米网电导特性的能带机理第一原理. 物理学报, 2020, 69(4): 047101. doi: 10.7498/aps.69.20190657
    [9] 翁明, 谢少毅, 殷明, 曹猛. 介质材料二次电子发射特性对微波击穿的影响. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200026
    [10] 王艳, 徐进良, 李文, 刘欢. 超临界Lennard-Jones流体结构特性分子动力学研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191591
    [11] 吴美梅, 张超, 张灿, 孙倩倩, 刘玫. 三维金字塔立体复合基底表面增强拉曼散射特性. 物理学报, 2020, 69(5): 058101. doi: 10.7498/aps.69.20191636
    [12] 刘祥, 米文博. Verwey相变处Fe3O4的结构、磁性和电输运特性. 物理学报, 2020, 69(4): 040505. doi: 10.7498/aps.69.20191763
    [13] 刘家合, 鲁佳哲, 雷俊杰, 高勋, 林景全. 气体压强对纳秒激光诱导空气等离子体特性的影响. 物理学报, 2020, 69(5): 057401. doi: 10.7498/aps.69.20191540
    [14] 梁琦, 王如志, 杨孟骐, 王长昊, 刘金伟. Al2O3衬底无催化剂生长GaN纳米线及其光学性能研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191923
    [15] 汪静丽, 陈子玉, 陈鹤鸣. 基于Si3N4/SiNx/Si3N4三明治结构的偏振无关1 × 2多模干涉型解复用器的设计. 物理学报, 2020, 69(5): 054206. doi: 10.7498/aps.69.20191449
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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:  2014-01-20

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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