对碳环小分子或过渡金属羰基物加成到碳60、碳70的富勒烯衍生物以及多种结构形式的碳纳米管进行几何结构的第一原理优化,从体系能量、电荷分布和振动频率的变化,确认碳基纳米结构分子可能存在的稳定构型。继而计算碳基纳米结构分子单态和三重态的吸收谱、发射谱等光物理性质,以及了解影响三阶极化率大小的因素和模拟三阶非线性光学极化率的色散行为。碳对于许多自然界和人造结构材料的性质和稳定性是至关重要,并且碳基纳米结
碳素对于许多自然界和人造结构材料的性质和稳定性扮演着至关重要的角色,而且由碳素构成的碳基纳米结构材料在技术上的重要性愈来愈快地被显示出来。因此研究碳基纳米结构分子的稳定性,电子态和光学性质,了解和确认对光物理性能起主要贡献的结构敏感活性基团,为制备碳基纳米结构光学材料提供理论参考,这无论是对满足国家战略需求,还是攀登世界科学前沿,都有重要意义和积极作用。本课题项目开展了对碳纳米管,富勒烯衍生物及其它碳基纳米分子进行几何优化的第一原理研究,从体系能量、电荷分布等物理量的变化,确认了碳基纳米结构分子可能存在的稳定构型,进而计算和研究了碳基纳米结构分子的二阶或三阶极化率,单光子或双光子吸收谱,模拟了三阶非线性光学极化率的色散行为,探讨了影响三阶极化率的因素和确认了贡献于光物理性质的活性基团。完成的研究工作,已有15篇论文发表在JACS,Chem.Eur.J., JPCA&B, APL,PRB,JCP等一流的化学和物理学科刊物上。