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利用高次谐波光谱对分子进行阿秒成像
摘要： 阿秒量级的极紫外或软X射线光源的出现，为原子与分子物理学开辟了新的研究领域。这些脉冲最短可达50阿秒，其速度足以冻结分子内电子的运动，解析电子在失去一个电子后如何重新排布，并研究电子-电子关联效应。利用短激光脉冲可使气相分子在空间定向排列，从而在分子坐标系中测量分子参数。通过阿秒脉冲串可对定向分子进行光电离，实现对构成光电子角分布的分波的完整表征。在高次谐波过程中利用再碰撞电子，能够记录分子坐标系中的复杂跃迁偶极矩阵元（包括其振幅和相位）。高次谐波光谱技术可实现分子轨道成像，并以飞秒分辨率追踪单分子化学反应。例如，可探测锥形交叉点附近的行为?；鼓芤匝欠擅敕直媛使鄄夥肿幽诘牡绾汕ㄒ乒?。
关键词： 高次谐波光谱学、电子动力学、电荷迁移、分子轨道、阿秒成像
更新于2025-09-22 12:36:07
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作为槲皮素基染料敏化太阳能电池连接体的杂芳环：一项TDDFT研究
摘要： 首次采用含时密度泛函理论（TDDFT）结合二甲基亚砜（DMSO）溶剂模型，研究了以环戊二烯（F1）、呋喃（F2）、吡咯（F3）、噻吩（F4）、恶唑（F5）、咪唑（F6）、噻唑（F7）、异茚（FF1）、苯并呋喃（FF2）、吲哚（FF3）、苯并噻吩（FF4）、苯并恶唑（FF5）、苯并咪唑（FF6）和苯并噻唑（FF7）等杂环芳香体系作为π连接桥的槲皮素（Q）–π–氰基丙烯酸（CNA）染料分子的电子特性，预测其激发能、吸收波长、振子强度、光捕获效率及激子结合能，并确定了染料分子基态与激发态的电荷转移与电荷再生机制?；诜肿幽诘绾勺?，分析了染料（槲皮素）向半导体（TiO2）表面的光子-电子能量转移过程。这些新型染料分子的电子转移研究结果可用于提升相应染料敏化太阳能电池的性能。
关键词： 分子轨道、槲皮素染料、吸收光谱、染料敏化太阳能电池、光捕获效率
更新于2025-09-16 10:30:52
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染料分子及分子轨道的物理取向对固态染料敏化太阳能电池性能的影响
摘要： 染料敏化器件的性能取决于敏化剂（染料）的光子吸收和载流子注入特性。染料分子的取向会影响光子吸收截面、注入效率及载流子传输。本研究采用三种菁染料变体，在n-TiO?/染料/p-CuSCN异质结中探究这些效应。结果表明染料分子取向与短路光电流（Isc）存在关联，开路电压（Voc）亦受其影响。染料分子取向既影响光捕获效率，又阻碍空穴导体渗透至工作电极。此外还发现了电子-电子、电子-空穴、自旋耦合及HOMO/LUMO分布的累积效应。
关键词： 分子轨道、花菁染料、染料敏化太阳能电池、最高占据分子轨道/最低未占分子轨道、分子取向
更新于2025-09-16 10:30:52
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关于反式-4-N,N-二甲基氨基-4'-硝基芪(DNS)和反式-4-N,N-二甲基氨基-4'-氰基芪(DCS)衍生物基态与激发态性质的计算机模拟研究
摘要： 本研究首次采用B3LYP理论水平计算了反式4-N,N-二甲基氨基-4'-硝基芪（DNS）衍生物和反式4-N,N-二甲基氨基-4'-氰基芪（DCS）衍生物的基态与最低单重激发态几何构型及偶极矩，获得了这两种分子的垂直激发能和荧光发射能。计算结果与现有实验数据吻合良好。通过分子轨道分析发现，DNS和DCS衍生物在基态与激发态的原子电荷分布对比表明其激发过程中存在分子内电荷转移（ICT）现象。
关键词： 基态、激发能、荧光发射、分子轨道、电荷转移
更新于2025-09-10 09:29:36
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硅中环状人工分子的逐原子构建
摘要： 硅表面（H-Si(100)）上的氢原子可作为阻蚀层，通过扫描隧道显微镜（STM）实现原子级精度的图案化加工。当以这种方式移除氢原子时，下层硅会暴露出具有化学活性的悬键位点。理论预测表明，单个悬键可充当人造原子，这些悬键组合后能在H-Si(100)表面形成定制分子。本研究展示了一种由悬键构建、跨越三个二聚体行的人工环状分子结构，并通过其分子轨道的光谱测量得到验证。我们发现移除8个氢原子后，形成了与1,4-二硅烯-六硅苯（Si8H8）分子类似的体系。扫描隧道光谱测量显示该分子的π和π*轨道与真空环境中的理论预期完全吻合，这一结论通过硅衬底上悬键体系的密度泛函理论（DFT）计算得到佐证——该计算既与实验结果直接关联，也与孤立分子的计算数据相符。我们认为，以此方式构建的人造分子所具有的独特电子结构，未来可被设计用于分子电子器件、表面催化功能开发以及后续定点沉积的模板制备。
关键词： 分子轨道、人工分子、悬键、反馈控制光刻
更新于2025-09-10 09:29:36