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外电场下二氧化锆的分子结构及其特性
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:2014.1.1
  • 页码:-
  • 分类:O561.1[理学—原子与分子物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]贵州大学物理系,贵阳550025
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:41061039,11164004)资助的课题.
  • 相关项目:基于温度和施氮量的水稻品质遥感监测模型研究
中文摘要:

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.

英文摘要:

In order to study the influence of external electric field on ZrO2, molecular structure of ZrO2 ground state is optimized by density functional theory (B3P86) method with 6-311++G* basis sets for O atom and aug-cc-pVTZ-PP for Zr atom. The effects of electric field ranging from 0 to 0.025 a.u. are investigated on bond length, total energy, charge distribution, dipole moment, HOMO (the highest occupied molecular orbital) energy level, LUMO (the lowest unoccupied molecular orbital) energy level and energy gap. The excitation energies, transition wavelengths and oscillator strengths under the same intense external electric fields are calculated by the time dependent density functional theory (TD-B3P86) method. The result shows that the bond length of Zr-2O and total energy increase with external field increasing, but the bond lengths of Zr-3O, LUMOs and energy gaps decrease, and HOMOs almost keep the same. The excitation energies decrease and the transition wavelengths of the six excited states are red shifted toward longer wavelength as the applied electric field increases. Therefore the spectral region of zirconiumdioxide molecule can be expanded in visible-infrared region by the use of external electric fields.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876