作者单位
摘要
1 1.山东大学 新一代半导体材料研究院 晶体材料国家重点实验室, 济南 250100
2 2.中国科学院 深圳先进技术研究院, 多尺度晶体材料研究中心, 深圳 518055
大尺寸晶体材料是半导体、激光、通讯等领域的基础原料, 大尺寸、高品质晶体材料的制备已成为制约相关行业发展的瓶颈。我国面临的“卡脖子”技术中大多与关键基础材料相关。大尺寸晶体材料制备理论与技术是我国新材料产业高质量发展的一个重要方面, 也是提升相应高技术产业的基础, 突破大尺寸晶体材料的制备理论和技术是获得高品质大尺寸晶体材料的关键。探究并准确理解大尺寸晶体生长机理需要借助原位表征技术和多尺度计算模拟方法。单一的原位表征和模拟技术只能探究特定时间和空间范围内的结晶信息, 为了准确反映结晶过程需要综合应用多种方法。本文综述了最新的多尺度晶体生长研究的原位表征方法、多尺度计算模拟技术以及机器学习方法, 为发展结晶理论和控制晶体品质提供重要的实验和理论依据, 并将为提升大尺寸晶体生长工艺的开发而服务。
晶体生长 多尺度结晶 振动光谱 原位观测 多尺度模拟计算 综述 crystal growth multi-scale crystallization vibration spectra in situ characterization multi-scale simulations review 
无机材料学报
2023, 38(3): 256
作者单位
摘要
1 重庆科技学院数理学院, 重庆 401331
2 重庆科技学院冶金与材料工程学院, 重庆 401331
应用包含非迭代三激发(CCSD(T))、 迭代三激发(CC3)及其变体(CCSDT-3)的耦合簇理论(CC)和密度泛函理论(DFT)之B3LYP方法, 使用直到五阶的自洽相关一致基组aug-cc-pVxZ/aug-cc-pVxZ-PP(x=T, Q, 5), 首先优化出HOI的平衡结构, 接着在该结构附近采样势能点并将其在简正坐标下拟合成直到四阶的多项式力场, 依据该力场结合振动自洽场(VSCF)、 振动组态相互作用(VCI)和二阶振动微扰理论(VPT2)进行非谐振动分析, 精确预期了HOI的基频、 直到v1+v2+v3=3的和频与倍频, 得到其转动常数、 旋振相互作用常数、 非谐性常数和离心畸变常数, 同时振子强度被估计, 氘取代效应被进一步考察。 结果表明: 当前计算值与已知实验结果符合良好, 其中耦合簇理论计算的振动光谱常数更加可靠, DFT误差明显偏大, 但两者计算的振动频率却相当一致; 并非基组越大, 计算得到的非谐振动常数/频率与实验更符合, 总体来讲CC3和CCSDT-3的结果更值得信赖; HOI/DOI都没有共振发生。
振动谱 非谐性力场 耦合簇理论 HOI HOI Vibration spectra Anharmonic force field VPT2/VCI/VSCF VPT2/VCI/VSCF Couple cluster theory 
光谱学与光谱分析
2018, 38(9): 2665
作者单位
摘要
1 长春理工大学 计算机科学技术学院, 吉林 长春130022
2 长春理工大学 材料科学与工程学院, 吉林 长春130022
采用泡生法生长了掺铥钨酸镱钾(KTm0.1Yb0.9 (WO4)2)激光晶体。利用X射线单晶衍射法和X射线粉末衍射法研究了KTm0.1Yb0.9(WO4)2晶体的物相与结构。采用X射线单晶衍射法并结合Diamond晶体结构绘图软件,获得了晶体内部结构模型图:该晶体是由WO6、TmO8/YbO8 和KO12基团组成。W2O10二聚体通过WOW单氧桥相连,在平行于c轴方向上形成(W2O8)n多重带。ReO8和 KO12多面体共顶相连,沿[101]和[110]方向形成了具有二维层结构的延长带。X射线粉末衍射分析表明:该晶体具有低温β相双钨酸盐结构,属于单斜晶系,空间群C2/c;计算了晶胞参数、晶粒尺寸和结晶度。测试了晶体的振动光谱,对各个峰值的红外和拉曼活性及分子振动情况进行了归属,进一步验证了晶体中WO6原子基团及单氧桥(WOW)和双氧桥(WOOW)的存在。
KTm0.1Yb0.9(WO4)2激光晶体 结构模拟 振动光谱 KTm0.1Yb0.9(WO4)2 laser crystal structure simulation vibration spectra 
发光学报
2018, 39(4): 475
作者单位
摘要
1 重庆科技学院数理学院, 重庆 401331
2 重庆大学化学化工学院, 重庆 400044
3 四川师范大学物理与电子工程学院, 四川 成都 610066
应用KBr压片法、 熔融法分别测定了2,3-二氯吡嗪(2,3-DCP)结晶相和液相下400~4 000 cm-1范围内的傅里叶变换红外光谱(FTIR), 及其600~4 000 cm-1内的傅里叶变换拉曼光谱(FT-Raman)。 采用密度泛函(DFT)理论之B3LYP方法在6-311++G(2df,2pd)基组水平上优化了该分子的平衡几何结构, 基于此结构应用谐性力场计算获得了2,3-DCP的振动频率、 红外强度和拉曼活性并进一步计算了直到四阶的非谐性力场, 将该力场带入标准旋振哈密顿量并利用二阶微扰理论获得了更加准确的振动频率, 相应的红外、 拉曼光谱。 通过非谐力场获得的振动频率位置结合谐性强度与实验结果比对, 对2,3-DCP的各振动带进行了详细指认, 采用简正坐标分析方法得到各振动频率的势能分布(PED), 首次对2,3-DCP的振动光谱进行了全面归属。 结果同时显示: 考虑非谐性效应后的理论结果大大提高了振动频率的预测性, 用其获得的振动频率能很好的再现实验基频, 其与实验值差异大多保持在10 cm-1以下, 即使在谐振预期很差的高频区域, 考虑非谐效应后这种差异也迅速降低到19 cm-1以下, 这对正确归属和预期振动光谱是十分有帮助的。 目前的结论也可推广应用到其他分子体系。
3-二氯吡嗪 振动光谱 势能分布 非谐性分析 密度泛函理论 2 2 3-dichloropyrazine Vibration spectra Potential energy distribution Anharmonic analysis Density functional theory 
光谱学与光谱分析
2014, 34(11): 2994
作者单位
摘要
1 西安邮电大学 理学院, 西安 710121
2 西北大学 现代物理研究所, 西安 710069
基于密度泛函理论(Density Functional Theory, DFT), 对中性硼化铝团簇AlBn(n=2~9)的几何结构、稳定性以及红外振动光谱进行了理论研究, 讨论了他们的不同点及AlB4、AlB5、AlB6和AlB7的基态构型和相对稳定性.对于中性AlBn(n=2~9)基态构型, 对比讨论了其失去[AlB+n(n=2~9)]和得到[AlB-n(n=2~9)]一个电子后化学键强度的变化、掺入铝原子的影响以及团簇几何结构的演化.计算结果表明: 虽然掺入Al之后, 团簇的稳定性差异变小, 但是硼团簇和硼化铝团簇都趋向于形成平面、准平面结构以获得更大的稳定性; 硼团簇的构型对硼化铝团簇的结构和稳定性起着决定性的作用; AlB3、AlB5和AlB8更稳定; 红外光谱的振动模式倾向于B原子和对称性优先的趋势.
硼化铝团簇 结构与稳定性 密度泛函 红外振动光谱 AlBn clusters Structures and stability Density functional theory(DFT) Infrared vibration spectra 
光子学报
2013, 42(6): 692
李莉莎 1,*刘甫 1,2孙久雨 1,2何金龙 1,2[ ... ]姜振益 2
作者单位
摘要
1 西北大学 物理学系,西安 710069
2 西北大学 现代物理研究所,西安 710069
用密度泛函理论的B3LYP方法在6-311G(d)水平上对AlB+n(n=2~10)团簇几何结构、稳定性、电子结构和成键特性进行了系统理论研究,得到了AlB+n(n=2~10)团簇的最稳定结构.结果表明,硼原子间容易聚集,铝原子处于整个硼原子集团的外围.与相应中性AlBn团簇相比,Al-B键作用变弱,使正价团簇(n=6和10除外)结构变化较大;对AlB+n(n=2~10)和相应中性团簇能隙的计算分析表明,AlB+n 团簇的稳定性有所增强,其中AlB+3、AlB+5和AlB+8团簇尤为显著;通过对最稳定构型红外振动光谱的研究分析表明,硼原子间对称或非对称振动、铝原子不动的振动模式更容易出现较强谱峰,即硼原子间更容易成键.
AlB+n团簇 密度泛函理论 结构与稳定性 红外振动光谱 Clusters of AlB+n(n=2~10) Density Functional Theory (DFT) Structures and stability Infrared vibration spectra 
光子学报
2011, 40(2): 321
作者单位
摘要
1 烟台大学化学生物理工学院, 山东 烟台 264005
2 吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室, 吉林 长春 130012
采用密度泛函理论(density functional theory, DFT)中的杂化密度泛函B3LYP方法, 在6-311++G**基组水平上对几种取代苯硫酚分子的构型进行了几何优化, 得出了它们的最稳定构型并对其能级差、 核独立化学位移、 极化率和振动光谱进行了理论计算。 研究结果表明, 4-巯基吡啶(4-MPY)、 4-巯基苯甲酸(4-MBA)和4-巯基苯胺(PATP)均为平面构型, 1,4对巯基苯(BDT)中S-H键与苯环平面的夹角为20.2°, 4-甲基巯基苯(4-MBT)中S-H键与苯环平面的夹角为39.6°。 几种分子都具有很强的芳香性和较大的极化率值。 5种分子的极化率张量平均值大小顺序为BDT>4-MBT>4-MBA>4-MPY>PATP, 极化率的各向异性不变量变化趋势为4-MBA>4-MBT>BDT>PATP>4-MPY。
振动光谱 核独立化学位移 极化率 密度泛函理论 Vibration spectra NICS Polarizability DFT 
光谱学与光谱分析
2010, 30(2): 368
作者单位
摘要
1 School of Material Sciences and Engineering, Seoul National University, Korea
2 浙江省嘉兴学院,浙江 嘉兴 314000
3 云南昆明物理研究,云南,昆明,650223
4 云南昆明物理研究所,云南 昆明 650223
5 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
6 KangSchool of Material Sciences and Engineering, Seoul National University, Korea
测量了一批不同组分的铌酸钾锂晶体Raman光谱,发现晶体中位于C格位的Li离子浓度对晶体Raman光谱产生了强烈的影响:低Li含量晶体中[NbO6]7-八面体所对应的3个Raman特征光谱线没有发生峰分裂,在100~400cm-1范围出现的小峰与C格位Li离子浓度相关;当晶体中Li离子浓度增加时,与v5所对应的Raman峰在散射几何为X(ZY)Z对应的光谱中加宽,v2振动模式在两种散射几何中均出现分裂峰,并在100~400cm-1范围出现小峰数量增多;当Li离子浓度接近晶体化学组分时,微扰进一步加强,v5所对应峰分裂成3个峰,v1和v2振动模式发生部分分裂,在100~400cm-1范围小峰更为突出.
铁电晶体 铌酸钾锂 振动模式 红外Raman振动光谱 ferroelectric crystal potassium lithium niobate vibration mode infrared Raman vibration spectra 
红外与毫米波学报
2005, 24(5): 331

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