高分辨尖端增强拉曼散射图像解析分子结构的理论研究(ACS Nano, 2019; Nat. Commun. 2019)

Posted · Add Comment

单分子振动模式可以通过尖端增强拉曼光谱(TERS)可视化达到原子级分辨率，然而由于缺乏理论方面的解释，与拉曼散射图像的关联仍然存在争议。 尖端增强拉曼光谱(TERS)结合了拉曼散射测量和扫描探针显微技术，它利用金属针尖上的等离子体共振和微小的针尖-基底结的避雷针效应，创造了一个狭窄的近场，大大提高了化学灵敏度和空间分辨率，它能够提供比传统拉曼光谱更为丰富的分子振动信息。TERS被广泛应用于各种研究，包括原位表征，电化学和催化，二维材料和生命科学。锋利的金属针尖能够将等离子体近场限制在非常小的亚分子体积内。尤其当尖端像单原子一样尖锐时，近场限制达到了埃的尺度。与传统拉曼不同，由于近场的高度局域化，拉曼散射信号对尖端位置非常敏感，局域场的梯度影响极为突出，从而导致了其特有的选则定律。对每个振动模式，将拉曼散射强度的变化与尖端位置进行对应，可以在TERS图像中，看到它对应的亮斑样式。   宾夕法尼亚州立大学Lasse Jensen等系统地研究了锚定在Cu(100)底物上的单一Co(II)−四苯基卟啉(CoTPP)分子，实现了这种TERS图像的测定。同时使用AMS软件中ADF软件的含时密度泛函理论（TDDFT）计算在这种埃尺度近场条件下分子的极化率，其中针尖与小分子体系使用Discrete Interaction Model /Quantum Mechanics (DIM/QM)方法处理。     作者采用局域拉曼极化率密度积分方法（利用TDDFT得到的原子极化率与近场强度）直观地解释了实验拉曼散射图像的来源，阐明了近场局域化与场梯度对分辨率的影响，该稳定结构的拉曼散射图像与实验结果一致。 原子级分辨率的CoTPP拉曼散射图像中为理解分子振动奠定了基础，揭示了TERS对微观结构表征的潜力。   Chen, X.; Liu, P.; Hu, Z.; Jensen, L. High-Resolution Tip-Enhanced Raman Scattering Probes Sub-Molecular Density Changes. Nat. Commun. 2019, 10, 2567 Liu, P.; Chen, X.; Ye H.; Jensen L., Resolving Molecular Structures with High-Resolution Tip-Enhanced Raman Scattering Images, ACS Nano, […]

Read More

石墨相氮化碳g-C3N4量子点依赖pH值的光致发光机理研究（Advanced Theory and Simulations, 2019）

Posted · Add Comment

石墨相氮化碳g-C3N4量子点是一种被广泛研究的荧光材料，其光致发光特性体现出pH值依赖性。然而不同的实验中，观察到性能相反的变化趋势，其机理尚不清楚。东南大学王金兰教授课题组基于含时密度泛函理论（TDDFT）和非绝热分子动力学模拟，提出中性和酸性条件下g-C3N4量子点光吸收与辐射/非辐射复合的协同机制。特别是在弱酸性条件下，g-C3N4量子点的强光吸收和弱非辐射复合，导致荧光发射较强。而在强酸性条件下，虽然光吸收仍然很高，但快速的非辐射电子空穴复合大大降低了激发态的布居，从而导致荧光猝灭。 N原子的质子化作用改变了跃迁通道的轨道组成和前线分子轨道重叠，从而调节了辐射和非辐射复合之间的竞争以及发光性能。此外，不同官能团的g-C3N4量子点的吸收和发射特性的变化趋势没有明显变化，这表明了该机理解释的普适性。DFT/TDDFT计算采用ADF，分子动力学模拟采用NAMD完成。 Zhaobo Zhou, Xianghong Niu, Liang Ma, Jinlan Wang, Revealing the pH‐Dependent Photoluminescence Mechanism of Graphitic C3N4 Quantum Dots, Advanced Theory and Simulations, 2019, 2, 1900074

Read More

ReaxFF分子动力学模拟药物释放过程（Phys. Chem. Chem. Phys., 2019）

Posted · Add Comment

最近，一项实验和计算模拟联合研究表明，ReaxFF可以真实地描述功能化的金纳米颗粒，从理论上理解和预测抗生素的释放。这为ReaxFF分子动力学模拟辅助开发可控的纳米粒子原位药物释放带来了希望。 作者使用ReaxFF对共轭壳聚糖-庆大霉素官能化的金纳米粒子在水溶液中的动力学行为进行模拟，研究了基质包埋对抗生素抗菌活性的结构和动力学影响及其释药机理。 模拟体系：约200000个原子（水分子：40000）。图中：柠檬酸盐（棕红色分子）、壳聚糖（浅蓝色分子）和庆大霉素（绿色分子）。 S. Monti, J. Jose, A. Sahajan, N. Kalarikkal, and S. Thomas, Structure and dynamics of gold nanoparticles decorated with chitosan–gentamicin conjugates: ReaxFF molecular dynamics simulations to disclose drug delivery, Phys. Chem. Chem. Phys. 2019,21, 13099-13108

Read More

工业聚合物制备锂离子电池新型电极材料的理论筛选(Ionics, 2019)

Posted · Add Comment

有机聚合物具有较低的溶解性、较低的自放电速率、较高的机械强度、较高的柔韧性、优异的热稳定性和通用性，有可能成为锂离子电池的电极材料。 北京工业大学孙少瑞课题组计算了文献报道的11种锂离子电池的聚合物电极材料的 ΔEpoly，并与实验值线性拟合得到经验公式： 然后利用半经验公式对未知材料进行预测。考虑到材料的电位、容量和带隙，选择了三种理想的电极材料（16、17、23）。通过对这三种理想电极材料进一步研究发现，LUMO能量越低、杂原子/取代基的电负性越强、材料的电位越高，越有利于设计新型聚合物电极材料。 本文采用AMS软件中的BAND模块完成计算，对于一维周期性体系的计算，由于基组和周期性边界条件的差异，BAND的计算效率与精度，均高于平面波程序。 Huili Lu, Jun Yu, Ge Chen, Shaorui Sun, Theoretical screening of novel electrode materials for lithium–ion batteries from industrial polymers, Ionics (2019)

Read More

原位观察活性MoS2模型催化剂加氢脱硫（Nature Comm.，2019）

Posted · Add Comment

加氢脱硫工艺是化学工业的基石之一，从石油中将有害的硫脱除，生产出清洁的碳氢化合物。MoS2纳米岛的边缘是催化活性位点，反应压强5-160 bar，温度260-380 ℃。到目前为止，还不清楚这些苛刻的条件如何影响催化剂的结构。因此荷兰莱顿大学Rik V. Mom等人利用高压扫描隧道显微镜，成功地原位观察了该反应条件下活性MoS2模型催化剂。结果表明，MoS2纳米岛活性边缘区的硫、氢和烃覆盖情况随气体环境的变化而变化。通过与密度泛函理论计算结果进行比较，作者提出CH3SH脱硫过程中的优势边结构吸附了硫和CH3SH的混合物。 MoS2 edge structure in various gas environments. The bottom panels (d, e, f) show the original images, which were differentiated (in the fast scanning direction) to highlight the atomic contrast. The top panels (a, b, c) depict the averaged edge unit cell obtained from the bottom panels (d, e, f). […]

Read More

Amsterdam Modeling Suite（原名ADF）2019新版发布

Posted · Add Comment

AMS新增功能 巨正则系综蒙特卡洛（GCMC） 内反应坐标（IRC）扫描 选模振动分析（Mode Selective Vibrational Analysis） 热力学性质（理想气体模型） 简正模PVDOS 分子动力学：分子碎片成分分析 分子动力学：分子枪（分子入射）、分子沉降（模拟过程中移除某些产物） PLUMED：分子动力学分析、多种自由能计算 Collective Variable-driven Hyperdynamics (CVHD) 注意：这些功能，在AMS所有计算模块中均能使用。例如DFTB的分子动力学模拟，也能像传统的ReaxFF分子动力学模拟那样，得到分子数量变化曲线。GCMC模拟在各个模块中均可使用。 GUI 聚合物建模 不同谱图的重叠比对 ADF 新QTAIM与Conceptual DFT AOResponse: 考虑旋轨耦合的极化率、Raman光谱 DRF梯度 Unrestricted开壳层EDA-NOCV BAND DFT-1/2方法得到更好的带隙 SM12溶剂化方法 DFTB GFN1-xTB方法：可以通过ADFView查看分子轨道 改善了SCC收敛性 MOPAC 并行化优化 ReaxFF ADFtrain: 力场优化训练集生成的辅助工具 OpenMP并行技术 COSMO-RS 聚合物热力学性质 新的蒸汽压预测方法

Read More

ADF Highlight：PDMS-PEG团聚体中缺电子Pt1(0)形成机理（Nature Comm.，2019）

Posted · Add Comment

文献资料：Kairui Liu, Guangjin Hou, Jingbo Mao, Zhanwei Xu, Peifang Yan, Huixiang Li, Xinwen Guo, Shi Bai & Z. Conrad Zhang, Genesis of electron deficient Pt1(0) in PDMS-PEG aggregates, Nature Communications volume 10, Article number: 996 (2019) 虽然载体表面稳定单原子的报道已经屡见不鲜，但在液体介质中合成原位还原的稳定弱配位分散金属原子更具挑战性。本文报道了在液体PDMS-PEG中还原H2PtCl6，形成单核缺电子Pt1(0) （Pt1@PDMS-PEG），该还原反应通过紫外-可见光谱、远红外光谱和X-射线光电子能谱得到证实。 CO红外光谱、195Pt与13C核磁共振谱证实Pt1(0)以近似八面体结构(R1OR2)2Pt(0)Cl2H2存在，其中R1、R2 分别是H、C或Si基团。通过比较实验与理论计算的195Pt核磁共振谱，验证了弱配位结构(R1OR2)2Pt(0)Cl2H2以及缺电子Pt1(0) 。质子态H+与Cl−形成类似HCl的弱配位，用碱中和生成铂纳米粒子。Pt1@PDMS-PEG在石蜡氢化硅烷化中表现出超高的活性以及最终加成物选择性。 NMR位移计算使用ADF模块，利用ZORA方法考虑重元素Pt的相对论效应。

Read More

ADF Highlight：修正氢键的次静电相互作用模型（JACS，2019）

Posted · Add Comment

文献资料：Stephanie C. C. van der Lubbe, Francesco Zaccaria, Xiaobo Sun, and Célia Fonseca Guerra, Secondary Electrostatic Interaction Model Revised: Prediction Comes Mainly from Measuring Charge Accumulation in Hydrogen-Bonded Monomers, J. Am. Chem. Soc., Just Accepted Manuscript, 10.1021/jacs.8b13358 次静电相互作用（SEI）模型常用于预测和解释自组装体系的相对氢键强度。该模型将氢键的作用机制简化为相互作用的点电荷，但实验结果往往与该模型的预测一致。这一模型是如何预测的？本文研究了两个四重氢键异构体DDAA-AADD和DADA-ADAD。 结果表明，当质子给体D(电子供体)和质子A(电子受体)以DDAA的方式聚在一起时，前沿原子周围的电荷积累比DADA的方式要大。这种电荷积累增强D的正电性以及A的负电性，使得DDAA的静电作用和共价作用都得到增强。因此，该模型之所以有效，是因为它为氢键单体中的电荷积累提供了度量。这为超分子化学家们调控氢键强度、控制自组装体系性能提供了理论依据。 本文使用ADF中的EDA方法分析了氢键键能的构成，静电势分布、前线分子轨道等信息。

Read More

ADF Highlight：卤键在超分子动力学过程中的催化作用（Nature Comm.，2019）

Posted · Add Comment

文献资料：Patrick M. J. Szell, Scott Zablotny & David L. Bryce, Halogen bonding as a supramolecular dynamics catalyst, Nature Communications volume 10, Article number: 916 (2019) 动力学过程对催化剂、酶、主-客复合物、分子机器等功能分子有重要影响。本文通过氘核磁共振弛豫实验，展示了2,3,5,6-四甲基吡嗪共晶中，卤键对甲基转动的催化作用。作者观察到，与纯的2,3,5,6-四甲基吡嗪共晶相比，卤键共晶中，甲基转动的活化能垒平均下降了56%，氢键共晶下降了36%。 密度泛函计算的结果表明，对位交叉构象不稳定，邻位交叉构象却非常稳定，共同降低了能垒，导致了卤键超强的催化作用。此外，计算结果还表明，卤键的催化能力可能是可调的，卤键供体作用越强，催化作用越强。 本文DFT计算使用AMS中的ADF模块完成，分子模型从晶体结构中提取。因为存在分子间弱相互作用，因此使用Grimme3 BJDAMP色散修正泛函（即-D3(BJ)类泛函），使用ZORA方法考虑相对论效应对重元素的影响。甲基转动过程，使用其中Linear Transit功能完成，每一步转动2.5°。

Read More

ADF Highlight：有机/无机配体协同保护的银纳米团簇（JACS, 2019）

Posted · Add Comment

文献资料：shan-shan zhang, Fahri Alkan, Hai-Feng Su, Christine M. Aikens, Chen-Ho Tung, and Di Sun, [Ag48(C≡CtBu)20(CrO4)7]: An Atomically Precise Silver Nanocluster Co-Protected by Inorganic and Organic Ligands, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 10, 4460–4467 配体的精细选择对合成金属纳米团簇，具有重要意义。使用硫醇、炔基、膦或它们的组合，作为保护金属纳米团簇的配体，是最为广泛的。而无机氧阴离子在这一领域几乎被忽视。本文作者合成了第一个CrO42-/tBuC≡C-共配的Ag48纳米团簇(SD/Ag48，SD=SunDi)，并用单晶X射线衍射(SCXRD)对其结构进行了表征。 SD/Ag48的伪五重对称金属骨架呈核壳结构，由外部Ag25壳包围Ag23圆筒组成。在SD/Ag48表面，前所未见地出现了无机(CrO42-)和有机(TBUC≡C-)配体共存的现象。无机CrO42-阴离子在银纳米团簇的构建中起着重要的作用：(1)钝化Ag23内核；(2)连接核与壳；(3)保护Ag25壳层。该纳米团簇属于14电子超原子体系，从可见区到紫外区呈现连续的类分子吸收带。本工作不仅为银纳米团簇的合成提供了一种新的配体策略，而且也为研究CrO42-对纳米银团簇形状的控制提供了新的思路。 本文使用ADF计算了该结构的电子结构，以及紫外可见吸收光谱。使用ZORA方法中的标量相对论方法考虑相对论效应的影响。

Read More
 
  • Star Goksite Belgium: Uw Meest Complete Gids voor Online Gaming VermaakInhoudsopgave Hoe Spelers verkiezen Ons Kiezen Onze Spelportfolio met Details [...]
  • QuantumATK 低维电子材料与器件合集（七）基于 WTe2 单层的超灵敏、可回收 FET 型有毒气体传感器 场效应晶体管（FET）型气体传感器因其功耗低、灵敏度高而吸引了大量研究人员的关注。然而，对其传感能力和内在机理的理论探索仍然十分匮乏。本文以单层纯 WTe2 和缺陷 WTe2 为传感平台，利用第一性原理计算和统计热力学模型，系统地研究了 FET 型气体传感器对 SO2、CO、NO、NH3 和 NO2 等多种有害气体的传感特性和工作原理。研究结果表明，基于纯 WTe2 的 FET [...]
  • 基于缺陷工程与应变调控的金刚石理想中间带光电材料设计研究背景 随着全球能源需求的持续增长与环境问题的日益严峻，开发高效率光电转换材料成为新能源领域的重要研究方向。传统单结半导体光伏器件受 Shockley–Queisser 极限的限制，其光电转换效率难以进一步提升。为突破这一理论瓶颈，中间带（Intermediate-Band IB）光电材料被提出，通过在禁带中引入中间能级，使材料能够吸收低能光子，从而显著提高光谱利用率和器件效率。然而，实现理想中间带结构仍面临巨大挑战，尤其是在保证中间带与价带、导带有效分离及适当占据的条件下。 金刚石作为一种典型的宽禁带半导体，具有优异的热导率、化学稳定性和载流子迁移率，是构建高性能光电器件的潜在候选材料。然而，其超宽带隙限制了对可见光的吸收能力。近年来，缺陷工程被广泛用于在半导体中引入中间能级，但单一缺陷调控往往难以实现理想的中间带结构。同时，应变调控（应力工程）作为一种有效的能带调节手段，可进一步调控电子结构与能级分布。 因此，将缺陷工程与应变调控相结合，系统研究其对金刚石中间带形成及光电性能的影响，对于实现高效中间带光电材料具有重要意义，并为新型高效率光伏器件的设计提供理论依据。 研究内容 该研究围绕在金刚石中构建理想中间带光电材料这一目标，系统探讨了缺陷工程与应变调控协同作用对其电子结构的影响。首先，基于第一性原理计算，构建多种含缺陷的金刚石模型，分析其对能带结构和态密度的调控作用，重点考察缺陷在禁带中引入中间能级的能力及其位置分布。 图 1.（a）3 [...]
  • Echtes Luck Casino – Wahres Erfolg begegnet auf exzellente VergnügenÜbersicht Grüße bei Echtem Luck Unsere breites Spielauswahl Schutz und [...]

  • 标签

    3D打印 ABAQUS ADF AMS ATK Workshop BAND COSMO-RS DES DFT EDA EDA-NOCV NanoLab NMR NOCV OLED QATK Highlight QuantumATK reaxff Simpleware SOC SOCME TADF TDDFT ZORA 二维材料 催化 分子动力学 半导体 反应分子动力学 太阳能电池 密度泛函 工业 微电子 数字岩石 深共晶溶剂 溶解度 热解 燃烧 电声耦合 能量分解 自旋轨道耦合 迁移率 钙钛矿 镧系元素 骨科

  • 关于费米科技

    费米科技以促进工业级模拟与仿真的应用为宗旨，致力于推广基于原子级别模拟技术和基于图像模型的仿真技术，为学术和工业研究机构提供研发咨询、软件部署、技术攻关等全方位的服务。费米科技提供的模拟方案具有面向应用、模型新颖、功能丰富、计算高效、简单易用的特点，已经服务于众多的学术和工业用户。

    欢迎加入我们！（点击链接）

  • 最近更新

  • 联系方式

    • 留言板：点击留言
    • 邮箱：sales_at_fermitech.com.cn
    • 电话：010-80393990
    • QQ： 1732167264

  • 订阅费米科技新闻

    • 邮件订阅：
      您可以使用常用的邮件地址接收费米科技定期发送的产品更新和新闻。
      点击这里马上订阅！
    • 微信订阅：
      微信扫描右侧二维码。
    •