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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

能源短缺问题一直是备受世界各方关注的问题。对化石能源的大量使用，严重的破坏了我们赖以生存的环境，对地球造成了不可逆的损害。世界储能公司巨头alevo的董事jostein eikeland说，实际上我们面临的问题并不是能源短缺的挑战，我们面临的是能源捕获和传输的挑战。如果能捕获太阳发射到地球两分钟的光线，那么这些能量就能够满足全人类一整年的能源需求。因此，对于新能源的开发，提高新能源的利用率，对能源的储存就成为了现在的难题。

现如今很多材料能够被用来吸收太阳所发出的光，例如硅，硫化镉，碲化镉等材料。但是在实验室的理想条件下，对太阳能最高的转化效率也只有30%。因此对材料性能的改良提高对太阳能的利用率，是我们解决能源问题短缺的有效措施。目前已经有很多方法被应用在改良材料的性能上，例如，对材料的掺杂，改变材料所处温度，用激光进行诱导等。

本研究将使用外加电场方式，来对材料性能的改良。通过第一性原理计算结果和实验值测量的比较，来研究外电场作用下材料分子的光谱和物理特性的变化，通过做出电场强度和对应分子特性的参数曲线图，我们就能够精准的对分子的物理性质进行调控。又因为材料是由大量的分子所组成，这样为之后对材料性能的改良提供了重要的理论依据。

国内外研究现状

本课题将选取有重要意义的分子或者团簇进行研究。下面讲义富勒烯c₆₀为例对研究现状进行阐述。从1985年kroto等人使用激光轰击石墨靶制备出石墨烯后，富勒烯在科学界掀起了新的研究浪潮[1,2]。因为富勒烯c60特有的60个碳原子组成的特殊笼状结构[3-5]，所以其具有很多独特的物理和化学性质[6,7]。

2. 研究的基本内容

1.首先基于密度泛函理论，使用不同高精度计算基组对所研究分子的基态分子结构优化，并且与数据库中的分子的实验数据进行比较，找到该分子最稳定的构型，作为研究所用的基态构型。为不同分子对应合适基组提供了参考；

2.沿着分子的坐标轴加上不同强度的外加电场，改变分子的基本构型和振动模式。这一部分对探究分子光谱峰漂移和强弱变化有重要意义；

3.通过对不同外电场下分子光谱和物理性质的统计和分析，最终得到了分子光谱和物理性质参数随外电场变化的曲线图。为之后实验中对分子进行精准调控提供了重要的理论依据；

3. 实施方案、进度安排及预期效果

项目方案：

1.首先基于密度泛函理论，使用不同高精度计算基组对所研究分子的基态分子结构优化，找到该分子最稳定的构型，作为研究所用的基态构型；

2.沿着分子的坐标轴加上不同强度的外加电场，改变分子的基本构型和振动模式。并对数据进行整理和分析；

4. 参考文献

[1] r.e. smalley, accounts ofchemical research 1992, 25(3), 98-105.

[2] r.f. bryan, acs symposiumseries 481 edited by gs hammond, 1993, 928-928.

[3] m.s. golden, m. knupfer, j.fink, j.f. armbruster, t.r. cummins, h.a. romberg, ... e. sohmen, journalof physics: condensed matter 1995, 7(43), 8219.