Hydrogen adsorption by the metal organic framework (MOF) structure Zn2(BDC)2(TED) is investigated using a combination of experimental and theoretical methods. By use of the nonempirical van der Waals density-functional (vdW-DF) approach, it is found that the locus of deepest H2 binding positions lies within two types of narrow channel. The energies of the most stable binding sites, as well as the number of such binding sites, are consistent with the values obtained from experimental adsorption isotherms and heat of adsorption data. Calculations of the shift of the H-H stretch frequency when adsorbed in the MOF give a value of approximately -30 cm-1 at the strongest binding point in each of the two channels. Ambient temperature infrared absorption spectroscopy measurements give a hydrogen peak centered at 4120 cm-1, implying a shift consistent with the theoretical calculations.
Thickness-dependent optical properties of layered hybrid organic-inorganic halide perovskites: A tight-binding GW-BSE study
我们提出了一个多体计算的能带结构和光谱的层状混合有机-无机卤化物钙钛矿在Ruddlesden-Popper相与通式A $^{'}_{2}$ A $_{n-1}$ M $_{n}$ X $_{3n+1}$,特别是碘化铅家庭。我们计算的平均场的带结构与自旋轨道耦合,准粒子的GW近似内的修正,和光谱使用的Bethe-Salpeter方程。该模型是参数化的第一性原理计算和经典的静电屏蔽,使大的单位细胞和相应的厚度依赖性的性能的准确,但具有成本效益的研究。随着$n$的增加,电子和光学性质从准二维行为向三维行为转变,并分析了激子里德堡系列的非氢性质.厚度依赖的1 s和2s激子能级与最近报道的实验结果吻合良好,1 s激子结合能计算为302 meV的$n=1$,97 meV的$n=5$,和37 meV的$n=\infty$(散装MAPbI 3)。
TBHubbard: tight-binding and extended Hubbard model database for metal-organic frameworks
IBM Research(IBM 研究部);IBM Research Europe(IBM 欧洲研究部);National Center for Competence in Research-Catalysis (NCCR-Catalysis)(国家竞争力研究中心-催化);IBM Quantum(IBM 量子);IBM Research Almaden(IBM 阿尔马登研究部);IBM T.J. Watson Research Center(IBM T.J. 沃森研究中心)
A Theoretical and Computational Study of H$_2$ Physisorption on Covalent Organic Framework Linkers and Metalated Linkers: A Strategy to Enhance Binding Strength
Distribution of localized states from fine analysis of electron spin resonance spectra of organic semiconductors: Physical meaning and methodology
我们开发了一种分析方法处理电子自旋共振(ESR)谱。目标是获得在半导体晶体或由规则排列的有机分子组成的膜中被捕获的载流子在它们的局部化程度和它们的结合能两者上的分布[Phys.Rev.Lett. v. 104,056602(2010)]。我们的方法有两个步骤。我们首先进行了精细的分析的ESR谱的形状,由于被困的载流子,这揭示了分布的陷阱密度的状态超过本地化的程度。这种分析是基于一个合理的假设,即被困载流子的线宽是预先确定的,因为超精细机制的本地化程度。然后,我们将分布的本地化程度的结合能的分布。该变换利用了束缚能与俘获载流子局域化参数之间的关系。所研究的系统的特定关系是通过Holstein模型的捕获极化子使用图解Monte Carlo分析。我们说明了该方法的应用并五苯有机薄膜晶体管。
Single-orbital tight-binding model for chiral one-dimensional hybrid organic-inorganic lead halide perovskites
Waseda Institute for Advanced Study, Waseda University(早稻田大学先进研究院);Institute for Materials Research, Tohoku University(东北大学物质材料研究所学);Department of Chemistry and Biochemistry, School of Advanced Science and Engineering, Waseda University(早稻田大学理工学术院化学·生物化学系);Department of Applied Physics, Tokyo University of Science(东京理科大学应用物理系)
Polymer adhesion: first-principles calculations of the adsorption of organic molecules onto Si surfaces
用密度泛函理论计算了有机分子在清洁和氢钝化的Si(001)-(2 $\times$ 1)表面上吸附的结构和能量.苯吸附在干净的硅表面上的紧桥结构被发现是稳定的和蝴蝶结构的亚稳态。碳酸H $_2$ CO $_3$和丙烷C $_3$ H $_8$在与表面接触时解离。用H原子钝化Si表面对表面性质具有显著影响。钝化的表面是非常惰性的,并且所有分子的结合能非常弱。
The influence of Structural Dynamics in Two-Dimensional Hybrid Organic-Inorganic Perovskites on their Photoluminescence Efficiency -- Neutron scattering analysis
A theory of the quantum spin liquid in the hyper-honeycomb metal-organic framework [(C$_2$H$_5$)$_3$NH]$_2$Cu$_2$(C$_2$O$_4$)$_3$ from first principles
利用Wannier轨道重叠建立了[(C $_2$ H $_5$)$_3$ NH] $_2$ Cu $_2$(C $_2$ O $_4$)$_3$的紧束缚模型.在Jahn-Teller扭曲的Cu中心$e_g$ Wannier轨道中引入相互作用,可以得到一个有效的海森堡模型。超蜂窝晶格包含两个对称的铜原子排列在耦合链不同的子晶格。一个子晶格是强二聚的,另一个形成各向同性反铁磁链。积分出最强的(二聚体内)交换相互作用,留下极弱耦合的海森堡链,与观察到的低温物理相一致。
Analysis of Dirac Point in the Organic Conductor $α$-(BEDT-TTF)$_2$I$_3$
使用具有最近邻转移能和每个单元电池四个分子的紧束缚模型分析了压力下有机导体$α$ -(BEDT-TTF)$_2$ I $_3$中的狄拉克电子。通过注意到第一和第二能带之间的狄拉克点出现或合并,随后是在时间反演不变动量(TRIM)处的能级交叉,基于TRIM处的这两个波函数导出有效哈密顿量,这两个波函数具有与围绕反演中心的反演对称性相关联的不同宇称。我们证明了狄拉克点是由两种线的交叉点所确定的,这两种线来自于由TRIM周围的对称和反对称函数所描述的哈密顿量。本方法定量地给出了$α$ -(BEDT-TTF)$_2$ I $_3$在较宽压力范围内Dirac点的合理位置。
Floquet theory of photoinduced topological phase transitions in the organic salt $α$-(BEDT-TTF)$_2$I$_3$ irradiated with elliptically polarized light
本文从理论上研究了在单轴压力下有机盐$α$ -(BEDT-TTF)$_2$ I $_3$中可能发生的光致拓扑相变。Floquet分析的驱动紧束缚模型,这种材料揭示了丰富的光致变化的能带结构,陈数,霍尔电导率照射下的椭圆偏振光。所得到的相图包含多种非平衡稳定相,例如,Floquet Chern绝缘子、Floquet半金属和Floquet正常绝缘子相。这一工作拓宽了光致拓扑相变研究的目标材料范围,并有助于物质中电子态的光学操纵研究的发展。
Benchmarking theoretical electronic structure methods with photoemission orbital tomography
在过去的十年中,光电子发射轨道层析成像(POT)已经发展成为一个强大的工具,研究吸附在(金属)表面的有机分子的电子结构。通过测量光电子的角分布作为结合能的函数,并利用分子轨道的动量空间特征,POT导致在有机/金属界面的电子态密度的轨道分辨图像。在这一结合实验和理论的工作中,我们应用POT的原型有机$π$共轭分子双蒽(C $_{28}$ H $_{14}$),形成一个高度取向的单层铜(110)表面。在实验上,我们确定了前所未有的13个$π$和12个$σ$轨道的双蒽,并测量了它们各自的结合能和光谱线型在双蒽/Cu(110)界面。从理论上讲,我们执行密度泛函计算这个接口采用四个广泛使用的交换相关泛函的广义梯度近似的家庭,以及全球和范围分离的混合泛函。通过分析轨道投影态密度的电子结构,我们得到了详细的理论与实验的轨道评估。这使我们能够基准性能的调查功能方面的能力占轨道能量排列在有机/金属界面。
Poly(1,4-anthraquinone) as an Organic Cathode Material: Simulation of Observable Bonding Properties to Li, Na, Mg, and Ca
Institute for Engineering Thermodynamics, German Aerospace Center (DLR)(德国航空航天中心工程热力学研究所);Helmholtz Institute Ulm (HIU)(乌尔姆亥姆霍兹研究所);Ulm University(乌尔姆大学);CELEST Green Energy Lab Ulm, Ulm University(乌尔姆大学CELEST绿色能源实验室)
Highly Efficient Blue Host-Free and Host-Guest Organic Light-Emitting Diodes Based on Carbene-Metal-Amides
基于CF $_3$ -取代的咔唑配体的卡宾-金属-酰胺型光发射体显示出从电荷转移激发态的天蓝色到深蓝色的光致发光。它们适合于通过热气相沉积技术并入有机发光二极管(OLED)中,或者嵌入在高三重态能量主体内,或者无主体使用。我们报道了具有从黄色到蓝色范围的发射的高效OLED(国际照明委员会(CIE)坐标从[0.35,0.53]到[0.17,0.17])。后者在极性主体中显示出20.9 $\%$的峰值电致发光外量子效率(EQE)。我们观察到,CT和$^{3}$ LE态的相对能量影响卡宾金属酰胺材料的深蓝色发光性能。我们报告原型主机无蓝色器件的峰值外量子效率为17.3 $\%$,保持高性能的亮度水平为100 cd m $^{-2}$。
Tomographic identification of all molecular orbitals in a wide binding energy range
Peter Grünberg Institut (PGI-3), Forschungszentrum Jülich(彼得·格林贝格研究所(PGI-3),于利希研究中心);Jülich Aachen Research Alliance (JARA), Fundamentals of Future Information Technology(于利希-亚琛研究联盟(JARA),未来信息技术基础);Experimentalphysik IV A, RWTH Aachen University(亚琛工业大学实验物理四系A);Institute of Physics, NAWI Graz, University of Graz(格拉茨大学NAWI格拉茨物理研究所);Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)(德国联邦物理技术研究院)