费米科技 – 第 45 页 – 费米科技

ADF Highlight：NHC-gold(I)催化烷氧基化中的平衡离子的作用（ACS Catal.,2015）

Posted 2016年8月13日 · Add Comment

参考文献： G. Ciancaleoni, L. Belpassi, D. Zuccaccia, F. Tarantelli, and P. Belanzoni,Counterion Effect in the Reaction Mechanism of NHC Gold(I)-Catalyzed Alkoxylation of Alkynes: Computational Insight into Experiment, ACS Catal. 5, 803–814 (2015) 金催化在有机合成中，已经成了孤立π-体系亲核反应、C-H活化、交叉偶联反应、光催化以及不对称转化中非常流行的基本工具。和配体的作用类似，金催化平衡离子被认为是调制催化效果的基本要素。但催化循环反应的不同阶段，阴离子所起的作用还在争论之中。从实验数据来看，阴离子倾向于作为配体和氢键受体，意想不到地增强L–Au–X (L = ligand, X = anion)催化炔的烷氧基化的效率，其中亲核进攻时决速步。 DFT计算显示，在这一步中，阴离子的作用是：作为模板支撑外部环境亲核分子在适当位置进攻；作为氢键受体，增强进攻的乙醇分子的亲核性；通过强配位能力和/或碱度，钝化催化剂，阻止炔配位，或形成自由醇盐。在质子去金化这一步，阴离子成了质子的“摆渡车”，从而降低了活化能垒。基于这种反应机理，DFT计算倾向于支持中间配位，以及碱性阴离子是最有效的催化剂。甲苯磺酸盐平衡离子打破了它作为Au-NHC化合物配体以及氢键受体的完美平衡，增强了催化炔的烷氧基化的效果。关键词：Relativistic DFT, reaction mechanisms, homogeneous catalysis

ADF Highlight：相对论DFT找到铑卡宾13C的NMR信号（Science,2013）

Posted 2016年8月13日 · Add Comment

参考文献： K. P. Kornecki, J. F. Briones, V. Boyarskikh, F. Fullilove, J. Autschbach, K. E. Schrote, K. M. Lancaster, H. M. L. Davies, and J. F. Berry, Direct Spectroscopic Characterization of a Transitory Dirhodium Donor-Acceptor Carbene Complex, Science, 342, 351-354 (2013) 在本文中，使用ADF中基于相对论DFT的NMR功能被用来计算13C的NMR化学位移，以及JRH-C耦合常数。预测的范围为：δ = 218-270 ppm, JRh-C = 26.3-29.3 Hz。帮助实验学家找到了高活性的铑卡宾NMR信号(δ = 240 ppm, JRh-C = 27.3 […]

ADF Highlight：使用logKow评估阻燃剂在生物体内的积累

Posted 2016年8月12日 · Add Comment

参考文献： J. N. Louwen and T. Stedeford, Computational assessment of the environmental fate, bioaccumulation, and toxicity potential of brominated benzylpolystyrene, Toxicol. Mech. Meth. 21, 183–192 (2011) 溴化聚苯乙烯（Brominated benzylpolystyrene，BrBPS）是一种阻燃剂，应用非常广泛，所以它在生物体内的积累率、潜在毒性、降解途径备受关注。 COSMO-RS and QSAR logKow预测研究者们计算log Kow作为第一个筛选参数来估计生物体内的积累率：能持续挥发的辛醇:水分配系数logKow在4.5～10之间时，会导致很强的生物体内的积累率。本文中，COSMO-RS的预测结果与定量构效关系（QSAR）进行了对比。 COSMO-RS作为一种基于量子力学的方法，在热力学性质预测方面包含了分子结构的三维信息，而QSAR模型则没有。QSAR模型要么预测的宽度太大，要么与聚合物长度无关。COSMO-RS模型预测的结果，在7个单体以上，logKow会比较温和的增大，如果考虑聚合物球形卷曲的话，会更合理。 B3BPS的COSMO表面电荷适中，聚合物是非极性的，这也可以从sigma profile体现出来。与水相相比，强烈地倾向于辛醇（logKow非常高）关键词：COSMO-RS；logP

ADF Highlight：COSMO-SAC-2013改进热力学性质预测

Posted 2016年8月12日 · Add Comment

参考文献： R. Xiong, S. I. Sandler, and R. I. Burnett, An Improvement to COSMO-SAC for Predicting Thermodynamic Properties, Ind. Eng. Chem. Res., 53, 8265–8278 (2014). Xiong, Sandler, and Burnett (Chemical Engineering, University of Delaware)提出COSMO-SAC-2013流体热力学模型，参数已更新到ADF软件中，只使用一套普适性参数，COSMO-SAC-2013就得到了比COSMO-SAC更高的对混合物热力学性质更精确的预测，对单组份液体的热力学性质保持COSMO-SAC相同的精度。针对logP数据拟合出来的这一套新参数，显著提高了汽－液平衡性质，例如混合物蒸气压的预测精度。关键词：COSMO-SAC, COSMO-RS, Thermodynamics, Thermochemistry, Thermal properties, VLE, Vapor pressure

ADF Highlight：气体在离子液体中的溶解度

Posted 2016年8月12日 · Add Comment

参考文献： Z. Lei, C. Dai, and B. Chen, Gas Solubility in Ionic Liquids, Chem. Rev., 114, 1289−1326 (2014). 在Chemical Review中，北京化工大学雷志刚教授课题组对各种预测气体（主要是CO2）在离子液体中的溶解度的理论模型进行了综述。对预测活度系数的方法以及状态方程模型与实验数据进行了比较。基于基团的UNIFAC方法与基于量子化学的COSMO-RS相比，更接近实验结果，迁移性较差；COSMO-RS适用于各种气体，例如对SO2。左图：COSMO-RS预测不同温度（283, 298.1, 323.1, 348.1 K）下，SO2溶在[BMIM]+[MeSO4]−中的溶解度（实线）与实验结果（符号）比较右图：[BMIM]+和[MeSO4]−的COSMO-RS表面随着越来越多的高质量实验数据出现，COSMO-RS模型对气体在例子液体中的溶解度的定量预测也会越来越精确。北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室的雷志刚教授课题组为ADF提供了完整的离子液体数据库以及相关资料：COSMO-RS tutorial on ionic liquids。关键词：COSMO-RS；oil & Gas；Pharma

ADF Highlight：ReaxFF＋TDDFT研究TiO2表面染料分子的结构特征、聚集特征、光学与动力学性质

Posted 2016年8月12日 · Add Comment

参考文献： S. Monti, M. Pastore, C. Li, F. de Angelis, V. Carravetta, A Theoretical Investigation of Adsorption, Dynamics, Self-Aggregation and Spectroscopic Properties of the D102 Indoline Dye on an Anatase(101) Substrate, J. Phys. Chem. C 120, 2787–2796 (2016) 本文使用ReaxFF结合TDDFT方法，研究TiO2表面染料分子的结构特征、聚集特征、光学与动力学性质。阐明了染料敏化太阳能电池DSSC的主要成分，通过多层次的理论方法，与实验结果一致地，理想地描述了染料分子区域的有序性、染料分子在基底表面的堆叠以及强锚定机制。并阐释了染料分子富集导致了吸收光谱的红移。关键词：DSSCs；Organics electronics；ReaxFF

ADF Highlight：费－托催化中的助催化剂

Posted 2016年8月12日 · Add Comment

参考文献： J. Xie, J. Yang, A.I. Dugulan, A. Holmen, D. Chen, K.P. de Jong, and M.J. Louwerse, Size and Promoter Effects in Supported Iron Fischer-Tropsch Catalysts: Insights from Experiment and Theory, ACS Catal. 6, 3147-3157 (2016) 费－托反应主要目的是使用合成气生成C2到C4烯烃，该反应中，通常会产生大量不希望得到的甲烷。Utrecht的计算化学家使用AMS中BAND模块进行理论计算结合实验，合理解释了铁基费－托催化中的助催化剂效果。助催化剂的加入改进了选择性，尤其是纳与硫是一个非常好的组合。 AMS-BAND的高质量计算解释了这种特别的助催化剂组合：电荷贡献配合特殊结构达到了这种效果。催化剂的活性相是铁的碳化物，其中碳参与了反应机理。因为硫原子与铁原子的结合很特别，不会阻挡碳原子，产生了次紧邻相互作用，从而将助催化剂的作用最大化。 BAND模块能够正确地处理表面的边界条件，因此能够体现助催化剂和/或衬底在垂直于表面的极化效应。表面的计划对催化效果有很大的影响，因为电荷的分布能够左右反应路径。关键词：Bonding analysis；catalysis；oil & gas

BAND Highlight：二氧化硅衬底对单层石墨烯表面吸附水分子的影响

Posted 2016年8月12日 · Add Comment

参考文献： V. M. Bermudez, J. T. Robinson, Effects of Molecular Adsorption on the Electronic Structure of Single-Layer Graphene Langmuir, 27, 11026-11036 (2011). US Naval Research Laboratory通过实验与理论的结合研究表明，虽然二氧化硅（使用β-方石英结构作为无定形二氧化硅模型）衬底不会影响单层石墨烯的能带结构，但它却影响了水分子如何在表面的吸附。本文使用BAND的色散修正泛函DFT (revPBE-D3)研究了真空中以及在二氧化硅沉底上的单层石墨烯上，水分子的吸附状态。对于吸附能为正的情况，有必要采用Grimme’s D3色散修正。而如果不使用DFT的话，无法得到石墨烯湿润的结果。虽然二氧化硅衬底没有影响石墨烯的电子结构，但将真空石墨烯上，水分子的结合能从207meV增大到257meV。二者吸附结构也完全不同。另外，实验表明石墨烯上的CH2缺陷与非绝热电子激发耦合，这是一种修饰石墨烯电子结构性质的可能途径。关键词：BAND周期性密度泛函；色散修正DFT(GGA-D3)；吸附；能带结构

ADF Highlight：染料敏化太阳能电池中钌染料的效率

Posted 2016年8月12日 · Add Comment

参考文献： M. Barrera, I. Crivelli, and B. Loeb, On the performance of ruthenium dyes in dye sensitized solar cells: a free cluster approach based on theoretical indexes, J Mol. Model 22, 118 (2016). 本文使用染料与两个Ti(OH)3相连（模拟半导体表面）的分子模型，预测了7种钌染料在染料敏化太阳能电池中的效果。理论上，染料分子的效率由三种因素决定：1）吸收并传递到锚基团的能量的大小；2）注入Ti(OH)3的LUMO轨道的电荷；3）被氧化染料分子，通过三碘化物还原。本文使用了ADF特有的一些非常强大的功能：将分子轨道投影到片段轨道；SAOP模型交换相关势（这种交换相关势修正了电子的长程行为）；通过分数占据计算配体的化学硬度。关键词：片段分析、DSSCs、TDDFT

材料与器件计算模拟研讨会 2016
暨VNL-ATK Workshop 2016【开始报名】

Posted 2016年7月27日 · Add Comment

邀请函 “材料与器件计算模拟研讨会2016暨VNL-ATK Workshop 2016”将于2016年10月在北京大学举办。本次活动由北京大学物理学院、QuantumWise与费米科技联合主办。

Popular
Recent
Comments
Tags

QuantumATK在自旋热电子学研究中的应用概述自旋电子学是关于凝聚态物质和器件中的电子自旋和电荷如何耦合输运的。最近活跃的自旋热电子学领域主要关注自旋与热流的相互作用，目标是新发现的物理效应和改进现有热电器件的策略，以便在热传感器和废热回收装置中获得应用。已知的现象要么被归类为金属中的独立电子效应（如自旋相关的塞贝克效应），可以通过两个具有不同热电性质的平行自旋传输通道模型来理解，要么被归类为也存在于绝缘铁磁体中的由自旋波引起的集体效应（如自旋塞贝克效应）。QuantumATK中完善的器件模型、自旋相关以及电声耦合等方面的方法在这类体系和现象研究中有独特优势。界面电荷转移掺杂对黑磷烯-F4TCNQ纳米器件热电输运性能的影响利用基于第一性原理的密度泛函理论（DFT）结合非平衡格林函数（NEGF）方法，系统的研究了扶手椅型和锯齿型黑磷纳米带（APNR 和 ZPNR）的热电输运特性，以及 F4TCNQ 分子在其表面的物理吸附。结果表明，APNR/F4TCNQ 体系为 p [...]
基于CrI3的磁隧穿结中磁阻的层数依赖行为【QuantumATK亮点文章】简介磁隧穿结广泛应用于磁头、磁随机存储器等自旋电子学器件中，其磁电阻大小直接决定了器件的存储密度大小。基于二维磁性材料的磁隧穿结相比于传统的基于块体的磁隧穿结，由于具有表面平整无悬挂键等优点，在磁电阻上表现出明显的优势。目前实验上已经在以 2 层、3 层，4 层和 10 层 CrI3 为隧穿层的磁隧穿结中观测到了 [...]
文献重现：锌酞菁的基态与激发态计算（第二部分）参考文献：Ground and Excited States of Zinc Phthalocyanine Studied by Density [...]
QuantumATK亮点文章：具有可调载流子输运和电子特性以及高电流开关比的二维GeC2概述二维材料中大部分都具有优异的电学和光学性能，这使得它们在纳米电子学、光电子学和热电学等各种各样的应用场景下具有很大的潜力，但是性能仍然需要优化。例如，硅烯和锗带隙太小（带隙值<0.1 eV）难以实现晶体管的电流开关。MoS2 具有理想的带隙，但其较低的迁移率限制了其在某些器件中的应用。磷烯不仅具有理想的带隙，而且拥有高各向异性载流子迁移率，但其在空气中易氧化的特性是器件应用中的主要限制。研究者仍需继续努力探索具有合适带隙、高载流子迁移率和高稳定性的新型二维半导体材料，并通过应变工程、多层堆叠等技术来改善现有二维半导体材料的电子特性。应变工程是调整二维材料电子特性的一种常用技术，因为二维材料本身可以承受比其块体材料更大的机械应变，这就拓宽了它们在纳米电子和光电器件中的应用。多层堆叠是调节二维材料特性的另一种策略，可以产生新的电子器件，因为许多二维材料的带隙大小变化很大程度上取决于层数。在众多电子器件中，具有负微分电导效应的二维材料非常受欢迎。目前，大多数具有负微分电导效应的二维材料主要还是范德华异质结。然而，由于异质结的层间隧穿效率有限，想要实现高峰值电流仍然面临诸多挑战。因此，能产生负微分电导效应的单层二维材料也是有前途的。常州大学徐月华副教授课题组和美国内布拉斯加州立大学林肯分校的 Xiao Cheng Zeng 教授合作，以密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法，研究了基于二维 [...]

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 [...]
铜/银立方八面体团簇对卤素阴离子的封装机制及光电性质调控研究背景在纳米材料科学的前沿领域，原子级精确的贵金属分子团簇因其卓越的稳定性和明确的结构，被视为构建新型功能材料的理想基石。通过引入阴离子作为模板剂，引导金属纳米团簇形成独特的笼状空间构型，并以此为平台深入探究“结构-性能关系”。然而，相比于研究较深入的金纳米团簇，铜与银团簇，尤其在阴离子封装特性上的对比研究仍显不足。近日，知名学者 Alvaro Muñoz-Castro 在无机化学领域权威期刊 Inorganic Chemistry 上发表了题为 “Copper and [...]

近期活动日历

 Today

周日

周一

周二

周三

周四

周五

周六

日

一

二

三

四

五

六

31

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

1

2

3

4
近期活动列表
没有活动
所有活动