自從2004年Geim等人發(fā)現(xiàn)了石墨烯,全球便掀起了新一波碳質(zhì)材料的研究熱潮。石墨烯由于自身特殊的結(jié)構(gòu)在力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)等方面具有優(yōu)良特性。石墨烯具有大量的π共軛結(jié)構(gòu),有利于電子的傳導(dǎo),可以作為優(yōu)良的磁性材料。但是對于石墨烯及其衍生物磁性分子材料的合理設(shè)計與應(yīng)用還有待進(jìn)一步研究與拓展。在理論上設(shè)計出結(jié)構(gòu)新穎、性質(zhì)穩(wěn)定的磁性類石墨烯分子將為磁性材料的實(shí)際應(yīng)用提供有力的理論基礎(chǔ),對于促進(jìn)分子磁性材料的發(fā)展有著不可替代的作用。為進(jìn)一步拓展類石墨烯磁性材料的研究領(lǐng)域,本文設(shè)計了四類結(jié)構(gòu)新穎具有雙自由基特性的類石墨烯磁性分子。主要研究成果如下:1.鈹摻雜修飾的類石墨烯磁性分子。諸多研究表明,較小的并苯以及小型石墨烯片很難表現(xiàn)出磁性,如何通過簡單有效的方法使小型并苯及石墨烯片展現(xiàn)出顯著磁性一直是人們關(guān)注的問題之一。針對這一問題,本工作選用堿土金屬Be對小型的直線并苯進(jìn)行修飾,即沿并苯鏈軸向或在并苯的單個苯環(huán)中橫向插入Be原子。同時,對小型石墨烯片也進(jìn)行類似的修飾。由于Be與C能形成直線型共價鍵,而且相鄰的Be之間存在的s2…s2相互作用,從而避免了并苯結(jié)構(gòu)的扭曲。本文利用密度泛函理論詳細(xì)探討... 

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 雙自由基分子的磁耦合作用的研究現(xiàn)狀
        1.1.1 雙自由基分子及其磁耦合作用的簡介
        1.1.2 影響雙自由基分子磁耦合作用的因素
        1.1.3 有機(jī)雙自由基分子的實(shí)驗(yàn)研究
    1.2 石墨烯片及其磁性衍生物概述
    1.3 本文擬開展的主要工作
    參考文獻(xiàn)
第二章 鈹摻雜修飾的類石墨烯磁性分子
    2.1 引言
    2.2 設(shè)計方案和計算細(xì)節(jié)
        2.2.1 設(shè)計方案
        2.2.2 計算細(xì)節(jié)
    2.3 結(jié)果討論
        2.3.1 分子的結(jié)構(gòu)特征
        2.3.2 分子的雙自由基性質(zhì)及磁性
        2.3.3 多鈹修飾的芘分子的四自由基性質(zhì)
        2.3.4 鈹修飾的石墨烯衍生物的穩(wěn)定性
    2.4 結(jié)論
    參考文獻(xiàn)
第三章 C=C單元中心修飾的具有雙自由基特性的類卟啉分子設(shè)計及磁性
    3.1 引言
    3.2 設(shè)計方案與計算細(xì)節(jié)
        3.2.1 設(shè)計方案
        3.2.2 計算細(xì)節(jié)
    3.3 結(jié)果討論
        3.3.1 磁耦合性質(zhì)
        3.3.2 雙自由基分子的結(jié)構(gòu)特征
        3.3.3 NN、IN和VER自由基的性質(zhì)
        3.3.4 分子內(nèi)磁耦合作用機(jī)制
        3.3.5 耦合橋單元的各向異性
    3.4 結(jié)論
    參考文獻(xiàn)
第四章 具有B-B和C=C中心單元的仿卟啉石墨烯片分子材料設(shè)計及磁性
    4.1 引言
    4.2 設(shè)計方案與計算細(xì)節(jié)
        4.2.1 設(shè)計方案
        4.2.2 計算細(xì)節(jié)
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 雙自由基分子的磁耦合特征
        4.3.2 雙自由基分子的結(jié)構(gòu)特征
        4.3.3 分子軌道對磁耦合作用的影響
        4.3.4 利用分子振動模式調(diào)控C=C中心修飾的分子的磁性
        4.3.5 利用氧化還原作用調(diào)控B-B中心修飾的分子的磁性
    4.4 結(jié)論
    參考文獻(xiàn)
第五章 三元橋橋連的雙自由基聯(lián)苯分子設(shè)計及磁性
    5.1 引言
    5.2 計算細(xì)節(jié)
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 雙自由基分子的結(jié)構(gòu)特征
        5.3.2 雙自由基性質(zhì)及磁性
        5.3.3 自旋交替規(guī)則
        5.3.4 自旋密度分布與中間橋X的調(diào)控效應(yīng)
        5.3.5 雙自由基分子的磁耦合機(jī)理
    5.4 結(jié)論
    參考文獻(xiàn)
第六章 工作總結(jié)與展望
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
學(xué)位論文評閱及答辯情況表



本文編號：3713734