|
項(xiàng)目簡(jiǎn)介：
該項(xiàng)目屬低維無(wú)機(jī)固體化學(xué)，結(jié)構(gòu)化學(xué)，配位化學(xué)領(lǐng)域。
本項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容主要包括零維III-V族團(tuán)簇材料、金屬簇合物及二維壓電與磁性功能薄膜材料。
主要研究成果如下：
1．在團(tuán)簇研究中，對(duì)于穩(wěn)定性規(guī)律的研究一直是一個(gè)最基本的問(wèn)題。本項(xiàng)目對(duì)氮化硼，羰基硼，碳等團(tuán)簇進(jìn)行了理論研究，開(kāi)發(fā)了搜索團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的程序，建立了籠狀團(tuán)簇穩(wěn)定性規(guī)律的FSR規(guī)則。首次提出在部分AlN和BN團(tuán)簇基態(tài)結(jié)構(gòu)中存在八元環(huán)或更高元環(huán)結(jié)構(gòu)；發(fā)現(xiàn)羰基硼化合物含三元環(huán)越多越穩(wěn)定。
2．在金屬簇合物方面，在水熱條件下合成和探索了一系列簇合物的結(jié)構(gòu)，包括用金屬鉬和三氧化鉬兩鉬源方法，以2,5-二甲基哌嗪為模板合成了非經(jīng)典的籃子形的雜多酸簇Mo18P6O7311-。這個(gè)簇上的三個(gè)"藍(lán)"電子，可以可逆的釋放和重新捕獲。以金屬簇Cu6S4取代d-區(qū)和f-區(qū)的過(guò)渡金屬離子作為結(jié)點(diǎn)，通過(guò)原位的水熱配體反應(yīng)合成了第一例十二連接的配位聚合物。
3．二維薄膜材料方面，采用磁控濺射方法，在室溫單晶Si基片上成功地制備出分別以(100)和(002)面高度擇優(yōu)取向AlN薄膜。解決了室溫下難以制備擇優(yōu)取向AlN薄膜的難題。首次設(shè)計(jì)并采用磁控濺射方法在玻璃基片上制備了新穎Ag/[FePt/C]n /Ag和Ag/[FePt/C]n /Ag三元體系多層膜。該三元體系薄膜具有矯頑力大，信噪比高、每個(gè)比特位體積小、垂直取向度高等優(yōu)點(diǎn)，能滿足當(dāng)前超高密度垂直磁存儲(chǔ)對(duì)介質(zhì)薄膜的要求。
該項(xiàng)成果已發(fā)表論文124篇,其中SCI收錄論文110篇（含J. Am. Chem. Soc. 4篇，Coord. Chem. Rev. 1篇，Chem. Commun. 1篇）；被SCI論文引用236次，（含J. Am. Chem. Soc.；Chem. Commun.；J. Org. Chem.等），可見(jiàn)本項(xiàng)目的研究受到同行的重視，產(chǎn)生重要影響，對(duì)發(fā)展低維功能材料有重要意義。
主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)：
（1）(BCO)3+等單環(huán)羰基硼的核獨(dú)立化學(xué)位移(NICS)研究表明當(dāng)π鍵電子數(shù)符合4n+2規(guī)則時(shí)，類(lèi)似于CH體系羰基硼體系也表現(xiàn)出芳香性。對(duì)比(BCO)n與(CH)n的籠狀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)(BCO)n籠的總張力要小于(CH)n籠，對(duì)于(CH)n和(BCO)n，當(dāng)n=12,14,16時(shí)，(CH)n的基態(tài)結(jié)構(gòu)是由5元環(huán)和6元環(huán)形成的，但(BCO)n則是3元環(huán)和6元環(huán)形成的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。NICS分析表明是由體系的σ芳香性提供了(BCO)n籠結(jié)構(gòu)中三元環(huán)的穩(wěn)定化作用。（低維無(wú)機(jī)固體化學(xué)，結(jié)構(gòu)化學(xué)，相關(guān)論文號(hào)1,2,3）
（2）根據(jù)籠狀團(tuán)簇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，開(kāi)發(fā)了結(jié)構(gòu)搜索程序Spiral，在此基礎(chǔ)上研究了C，BN，AlN等團(tuán)簇的穩(wěn)定性規(guī)律，得到了一個(gè)簡(jiǎn)便的、可以指標(biāo)化的籠狀團(tuán)簇異構(gòu)體能量排序方法FSR規(guī)則。（低維無(wú)機(jī)固體化學(xué)，結(jié)構(gòu)化學(xué)，相關(guān)論文號(hào)7,8）
（3）用金屬鉬和三氧化鉬兩鉬源方法，以2,5-二甲基哌嗪為模板水熱條件下合成了非經(jīng)典的籃子形的雜多酸簇Mo18P6O7311-。這個(gè)簇由兩部分組成，籃子的下部是四取代的Dawson結(jié)構(gòu)，上部是由四個(gè)MoO6八面體形成的籃柄。有趣的是，這個(gè)簇上的三個(gè)"藍(lán)"電子，可以可逆的釋放和重新捕獲。（低維無(wú)機(jī)固體化學(xué)，配位化學(xué)，相關(guān)論文號(hào)5）
（4）以金屬簇Cu6S4取代d-區(qū)和f-區(qū)的過(guò)渡金屬離子作為結(jié)點(diǎn)，通過(guò)原位的水熱配體反應(yīng)合成了第一例十二連接的配位聚合物[Cu3(pdt)2(CN)] (1) (pdt = 4-pyridinethiolate)。理想化后，這個(gè)化合物具有與金屬銅相同的面心立方的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。（低維無(wú)機(jī)固體化學(xué)，配位化學(xué)，相關(guān)論文號(hào)4）
（5）采用磁控濺射方法，在室溫單晶Si基片上成功地制備出分別以(100)和(002)面高度擇優(yōu)取向AlN薄膜。解決了室溫下難以制備擇優(yōu)取向AlN薄膜的難題。建立了擇優(yōu)取向程度與實(shí)驗(yàn)參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，提出了薄膜的擇優(yōu)取向機(jī)理；確立了薄膜表面粗糙化機(jī)制。在AlN薄膜結(jié)構(gòu)和性能的研究上，獲得了較大的突破。（低維無(wú)機(jī)固體化學(xué)，相關(guān)論文號(hào)9）
（6）首次設(shè)計(jì)并采用磁控濺射方法在玻璃基片上制備了新穎Ag/[FePt/C]n /Ag三元體系多層膜。發(fā)現(xiàn)引入適當(dāng)厚度的Ag頂層和Ag底層可以誘導(dǎo)FePt薄膜完全垂直取向生長(zhǎng)，同時(shí)摻入一定量的C可以使得FePt的晶粒細(xì)小、晶粒間交換耦合作用幾乎消失。該三元體系薄膜具有矯頑力大，信噪比高、每個(gè)比特位體積小、垂直取向度高等優(yōu)點(diǎn)，能滿足當(dāng)前超高密度垂直磁存儲(chǔ)對(duì)介質(zhì)薄膜的要求。（低維無(wú)機(jī)固體化學(xué)，相關(guān)論文號(hào)10）
主要完成人：
1. 武海順
作為項(xiàng)目主持人，安成了對(duì)羰基硼，氮化硼，氮化鋁，碳等團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，理論計(jì)算，結(jié)果分析和論文撰寫(xiě)，對(duì)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)1和2作出了主要貢獻(xiàn)，參與了其它發(fā)現(xiàn)點(diǎn)的部分工作。為本項(xiàng)目工作時(shí)間占全部工作時(shí)間的65%.
2. 張獻(xiàn)明
作為項(xiàng)目主要完成人之一，完成了有關(guān)簇合物的合成、結(jié)構(gòu)分析和性質(zhì)測(cè)試，論文撰寫(xiě)。對(duì)第3,4發(fā)現(xiàn)點(diǎn)有主要貢獻(xiàn)，參與了其它發(fā)現(xiàn)點(diǎn)的部分工作。為本項(xiàng)目工作時(shí)間占全部工作時(shí)間的80%.
3. 許小紅
作為項(xiàng)目的主要完成人之一，完成了對(duì)二維AlN, SiC, FePt, CoPt等薄膜的制備，結(jié)構(gòu)表征和性質(zhì)的研究及論文的撰寫(xiě)，對(duì)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)5,6有主要貢獻(xiàn)，參與了其它發(fā)現(xiàn)點(diǎn)的部分工作。為本項(xiàng)目工作時(shí)間占全部工作時(shí)間的80%.
4. 張富強(qiáng)
完成對(duì)AlN團(tuán)簇的設(shè)計(jì)，理論計(jì)算與結(jié)果分析，完成了團(tuán)簇結(jié)構(gòu)搜索軟件和圖形化軟件的程序編寫(xiě)。主要對(duì)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)1，2有貢獻(xiàn)。本人為本項(xiàng)目工作時(shí)間占工作時(shí)間的80%.
10篇代表性論文：
1. Structures and energies of isolobal (BCO)(n) and (CH)(n) cages Source: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 127 (7): 2334-2338
2. Neutral bishomoaromatic semibullvalenes Source: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 125 (35): 10524-10525
3. Monocyclic boron carbonyls: Novel aromatic compounds Source: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 125 (15): 4428-4429
4. A twelve-connected Cu6S4 cluster-based coordination polymer Source: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 127 (21): 7670-7671
5. The three-electron heteropoly blue [P6Mo18O73](11-) with a basket-shaped skeleton Source: CHEMICAL COMMUNICATIONS, (18): 2046-2047
6. Hydro(solvo)thermal in situ ligand syntheses Source: COORDINATION CHEMISTRY REVIEWS, 249 (11-12): 1201-1219
7. Structure and stability of C-48 fullerenes Source: JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A, 108 (17): 3813-3816
8. Geometric and energetic aspects of aluminum nitride cages Source: JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A, 107 (1): 204-209
9. Morphological properties of AIN piezoelectric thin films deposited by DC reactive magnetron sputtering Source: THIN SOLID FILMS, 388 (1-2): 62-67
10. Structure and magnetic properties of FePt and FePt/Ag thin films deposited by magnetron sputtering Source: THIN SOLID FILMS, 472 (1-2): 222-226
|
