ADF Highlight:元结异构体(Agostic Isomers)-不同的颜色和结构(Angew. Chem. Int. Ed.,2013)

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参考文献: E. F. van der Eide, P. Yang, and R. M. Bullock, Isolation of Two Agostic Isomers of an Organometallic Cation: Different Structures and Colors,Angew. Chem. Int. Ed. 52, 10190-10194 (2013) 本文第一次分离、表征出两个元结构异构体(agostomers)。Mo阳离子钢琴凳化合物异构体是一种加氢催化的重要中间物,通过结晶析分离,并能通过溶解互相转化。[CpMo(CO)2(PiPr3)]+ h的γ-元结异构体颜色是蓝色,β-元结异构体是橙色。 ADF计算确认这两种元结异构体能量非常接近,计算得到的VIS/NIR谱与实验数据非常一致。两种异构体的前线轨道也非常相似,β-元结异构体的LUMO比γ-元结异构体能量高0.64eV。这导致吸收峰能量更高。 β-元结异构体吸收可见光中较短波长,导致β-元结异构体的颜色是橙色,γ-元结异构体为蓝色。 使用ADF功能:ZORA, TDDFT, VIS/NIR, chemical bonding analysis

ADF Highlight:使用QUILD模拟Ditopic离子对受体(2009, Angew. Chem. Int. Ed.)

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参考文献: T. van.der.Wijst, C. Fonseca Guerra, M. Swart, F. M. Bickelhaupt and B. Lippert, A Ditopic Ion-Pair Receptor Based on Stacked Nucleobase Quartets. Angewandte Chemie International Edition 48 (18), 3285 (2009).   阳离子与A4 (A = adenine)通过tetrastrandedRNA分子中四个环外氨基团结合,这种性质令人困惑,由此带来一个可能性:纳阳离子可能实际上是阴离子。 从计算结果来看,鸟嘌呤和4个腺嘌呤堆叠形成化合物G4A4,成为稳定的盐NaCl的水溶液中的ditopic受体。除了生物化学(结构和DNA端粒的稳定性),潜在的相关科技(从水中提取盐)之外,在计算/技术方面也是亮点:水中,8个DNA碱基+NaCl(150原子),通过氢键、π堆叠以及供体-受体键。 本文采用ADF进行计算,使用色散修正泛函DFT-D(处理堆叠的相互作用),QUILD模块用来进行结构优化。 关键词:dispersion-corrected DFT (DFT-D), solvent effects (COSMO), geometry optimization (with QUILD)

ADF Highlight:与Ti2C2@C78、M3N@C78、C78的Diels-Alder反应(JACS,2012; Chem. Eur. J.,2012; JACS,2008)

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参考文献: F.-F. Li, A. Rodriguez-Fortea, P. Peng, G. A. Campos Chavez, J. M. Poblet, L. Echegoyen,Electrosynthesis of a Sc3N@I-h-C-80 Methano Derivative from Trianionic Sc3N@I-h-C-80 J. Am. Chem. Soc., 134, 7480-7487 (2012). M. Garcia-Borràs, S. Osuna, J. M. Luis, M. Swart, and M. Solà, The Exohedral Diels-Alder Reactivity of the Titanium Carbide Endohedral Metallofullerene Ti2C2@D3h-C78: Comparison […]

ADF Highlight:f区元素成键相互作用:新奇的铀化合物(Nature Chem.,2013;Angew. Chem. Int. Ed.,2011;JACS,2012等)

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参考文献: D. M. King, F. Tuna, E. J. L. McInnes, J. McMaster, W. Lewis, A. J. Blake, and S. T. Liddle, Isolation and characterisation of a uranium(VI)-nitride triple bond, Nature Chem. 5, 482-488 (2013) D. P. Mills, O. J. Cooper, F. Tuna, E. J. L. McInnes, E. S. Davies, J. McMaster, F. Moro, W. Lewis, […]

ADF Highlight:BINAS取代硫醇化金纳米颗粒的CD谱(Nanoscale,2013)

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参考文献: B. Molina, A. Sánchez-Castillo, S. Knoppe, I. L. Garzón, T. Bürgi, and A. Tlahuice-Flores, Structures and chiroptical properties of the BINAS-monosubstituted Au38(SCH3)24 cluster, Nanoscale, 5, 10956-10962 (2013) 本文使用scalar-relativistic TDDFT研究了BINAS取代A-Au38(SCH3)24的结构、电子和旋光特性。R-BINAS优先通过桥连两个邻位二聚物SCH3-Au-SCH3-Au-SCH3吸附,这几乎不影响中心的Au23核,也不会强烈影响原先的硫醇化金纳米颗粒圆二色谱。理论计算的结果与实验一致。 这解决了一个观察到到的有限的关于烃硫基Au38团簇与双硫醇配体交换反应的争议。 用到的ADF功能:TDDFT, ZORA, Circular Dichroism

ADF Highlight:催化选择性-最弱者胜出(Nature Chem.,2010)

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参考文献: J. Wassenaar, E. Jansen, W.-J. van Zeist, F. M. Bickelhaupt, M. A. Siegler, A. L. Spek, and J. N. H. Reek Catalyst selection based on intermediate stability measured by mass spectrometry. Nature Chem. 2, 417 (2010) ADF支持质谱方法用于从实验-理论研究结合的组合库里面筛选出最优的催化剂。 钯催化烯丙基烷烃化的决速步是钯-烯丙基中间体上亲核进攻。破坏了中间体的稳定性,从而降低了活化能垒,改善了催化剂。因此,钯-烯丙基作为ESI-MS谱中,最弱的化合物,却是最具活性的催化剂:“最弱者胜出”。 DFT理论计算的结果和实验是一致的:弯折度越大,空间位阻就越大,因此钯的形变,破坏了diphosphino-Pd-allyl化合物的稳定性,导致MS更低,TOF更高。 关键词:Transition States, activation strain model, structure & reactivity

ADF Highlight:稳定的GaX2、InX2、TlX2自由基(Nature Chem.,2014)

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参考文献: A. V. Protchenko, D. Dange, J. R. Harmer, C. Y. Tang, A. D. Schwarz, M. J. Kelly, N. Phillips, R. Tirfoin, K. H. Birjkumar, C. Jones, N. Kaltsoyannis, P. Mountford, and S. Aldridge, Stable GaX2, InX2 and TlX2 radicals, Nature Chem., 6, 315-319 (2014) 13M(II)族非常稀有且不稳定,还可以作为重要的电子转移中间体。本文报道了通过增加大堆的硼烷基配体制化,第一次得到热力学稳定的M(boryl)2 化合物(M=Ga,In,Tl)。DFT计算有助于理解自由基的性质,并且得到这些稳定自由基的,与实验一致的结构信息和光谱性质。 EPR谱和DFT计算揭示出M(II)原子核未配对电子的强烈局域化特征,并建议M(II)配合物金属中心存在但电子转移过程。 M[B(NDippCH)2]2 三种金属中心的几何结构并不一样。当M=Tl的时候,B-M-B几乎是直线,但对Ga和In弯曲度就大得多。不过未配对电子都很局域化。弯折程度排序:Tl<Ga<In。这可以解释为:金属s与p价电子能级差减小,导致倾向于杂化。 关键词:EPR, spin density, spin-orbit coupling

ADF Highlight:应变促进叠氮-炔环加成反应的高度加速(Nature Comm.,2014)

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参考文献: J. Dommerholt, O, van Rooijen, Annika Borrmann, C. Fonseca Guerra, F. M.Bickelhaupt and F. L. van Delft, Highly accelerated inverse electron-demand cycloaddition of electron-deficient azides with aliphatic cyclooctynes, Nature Comm. 5, 5378 (2014) 本文报道了通过实验与DFT计算相结合研究叠氮-环炔高度加速的工作。还用了单锅三组分蛋白标记反应来展现这种“Click”反应。这对未来多组分反应的进一步应用提供了有力保证。 ADF计算表明,缺电子叠氮与扭曲环辛炔的反应是采用异步反转电子需求路径,也就是在过渡态时,炔的HOMO贡献第一个电子到叠氮的LUMO。预测的活化能垒按A、D、E、F、G的顺序降低,这与这些叠氮的实验反应速率是一致的。活化-应变的结合能分析表明,异步过渡态的轨道相互作用(有利)被应变带来的Pauli排斥(空间效应)平衡掉了。 关键字:Reactivity, MO analysis 相关功能参考中文手册: 如何进行片段分析、键能、键解离能、结合能计算 文献重现:氢键强度、轨道作用、电荷分析

ADF Highlight:小笼金属富勒烯的生长机理(Chem. Sci.,2015; Nature Comm.,2014)

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参考文献: M. Mulet-Gas, L. Abella, P. W. Dunk, A. Rodriguez-Fortea, H. W. Kroto, and J. P. Poblet, Small endohedral metallofullerenes: exploration of the structure and growth mechanism in the Ti@C2n (2n = 26–50) family, Chem. Sci., 6, 675-686 (2015) P. W. Dunk, M. Mulet-Gas, Y. Nakanishi, N. K. Kaiser, A. Rodriguez-Fortea, H. Shinohara,  J. P. Poblet, A. G. Marshall, and H. W. […]

使用SOC-TDDFT理解OLED的磷光(Inorg. Chem.,2012)

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参考文献: A. R. G. Smith, M. J. Riley, P. L. Burn, I. R. Gentle, S.-C. Lo, and B. J. PowellEffects of Fluorination on Iridium(III) Complex Phosphorescence: Magnetic Circular Dichroism and Relativistic Time-Dependent Density Functional Theory Inorg. Chem., 51, 2821-2831 (2012). 本文中,使用相对论含时密度泛函,考虑自旋轨道耦合,研究了蓝磷光铱三价化合物。研究了fac-tris(1-methyl-5-phenyl-3-n-propyl-[1,2,4]triazolyl)iridium(III)的ortho和para两种氟化对磷光辐射速率和电子激发能的影响。 发现磷光辐射速率kr与T1-S3激发能差成正比。para位氟化比ortho位对能差的增大更明显,而且para位氟化还增大苯基和三唑基的电子密度差,扭曲原有的八面体构形,增大HOMO和HOMO-1的能级差。这些结果有助于理解磷光金属化合物的一般性设计原则和设计策略。para位氟化,对于=Ir(III)化合物的辐射速率影响更大。 关键词:spin-orbit coupling TDDFT, magnetic circular dichroism

 
  • 原位聚合限域实现高效蓝光钙钛矿 LED(Nature 2026)本文使用元宝 Hy3 preview 模型总结归纳 。 摘要 金属卤化物钙钛矿因其优异的光致发光特性,已成为颇具前景的发光二极管半导体材料。然而,其性能仍受限于在衬底上原位合成钙钛矿纳米晶过程中“高结晶度”与“小尺寸”之间的固有矛盾。本文报道了通过原位聚合驱动的纳米晶限域策略,合成了由高质量纳米晶组成的钙钛矿薄膜,从而实现了高效的蓝色钙钛矿发光二极管。原位形成的聚合物网络在钙钛矿纳米晶生长过程中施加了纳米尺度的空间限域作用,使纳米晶兼具小尺寸和 83% 的高光致发光量子产率。此外,具有足够配位位点的可聚合单体延长了钙钛矿团簇的晶格重排时间,从而提升了纳米晶的结晶度。所合成的钙钛矿纳米晶用于制备发光二极管后,在 491 [...]
  • 面向亚 5 nm MOSFET 的 Si 兼容高性能二维纳电子器件研究背景 随着集成电路器件尺寸持续向亚 5 nm 尺度推进,传统硅基 MOSFET 在短沟道效应、量子隧穿及功耗控制等方面面临严重瓶颈,难以满足未来高性能与低功耗芯片的发展需求。如何在极限尺度下实现高驱动电流、低泄漏及良好的栅控能力,并能够与现有硅基工艺相兼容,有效利用现有器件制造技术,成为下一代晶体管研究和应用亟须解决的关键问题。 研究内容 该研究针对超短沟道 MOSFET 性能提升这一核心问题,基于一类具有硅基工艺高度兼容性的二维单层材料 MNH2(M N = C Si Ge),在保证高载流子输运能力的同时实现与现有工艺体系的良好兼容,为器件实际应用提供基础。该工作系统地开展了器件物理与量子输运研究,并构建适用于亚 5 nm 尺度的双栅 MOSFET 模型,深入分析其输运特性与性能极限。 [...]
  • 基于统计形状模型的成人二尖瓣形态变异概述 二尖瓣反流(MR)影响着全球超过 2400 万人,是发病和死亡的主要原因之一。若不及时治疗,可能会进展为心房颤动、肺动脉高压,最终导致心力衰竭。经导管二尖瓣置换术(TMVR)因二尖瓣解剖结构的复杂性和高度变异性而面临独特挑战。为确保手术成功,TMVR 器械必须实现安全锚定、有效封堵和左心室流出通畅。然而,目前的临床前设计范式因对人群水平的二尖瓣解剖变异性认识不足而受到阻碍。 统计形状模型(SSM)为量化解剖结构变异性和构建具有代表性的 3D 解剖虚拟患者队列提供了一个稳健的框架,可作为生物力学计算机模拟临床试验的基础。本研究利用 72 例成人的前瞻性心电门控对比增强冠状动脉 [...]
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