C<,60>等碳笼作为碳的第三种同素异形体，它的发现，开拓了一个全新的碳笼科学领域。对C<,60>等碳笼结构和性质的研究增加了人们对这种同素异形体的认知，拓展其在各个领域的应用。在C<,60>等碳笼实现宏观量制备以前，缺少结构和谱学的实验数据，课题组最早在电子光谱方面开展理论研究工作，得到了C<,60>、C<,70>等碳笼的结构和紫外可见光谱，C<,60>实现宏观量制备后，诺贝尔奖获得者H.W.Kroto等实验测得了C<,60>的电子光谱，与课题组的计算值符合，得到了H.W.Kroto等的肯定。此外，课题组还预测了C<,60>的两种键长，亦被其后的实验所证实。然后研究了碳笼的化学反应及许多碳笼衍生物的结构和性质，有些属于理论预测，如C<,60>O<,3>C<,3v>异构体是我们在理论上首次发现的，其后被YusukeTajima等在实验上发现；理论预测了C<,56>Cl<,8>和C<,56>Cl<,10>的结构和性质等。课题组建立了研究非线性光学系数的新理论方法，设计并编制了FTRNLO软件，可计算频率相关的二阶非线性光学系数β和三阶非线性光学系数γ，建立了一套全面深入研究各种分子的结构、光谱及非线性光学性质的方法，并用来研究各种非线性光学材料分子，各种碳笼及碳笼衍生物等，许多属于理论预测，如课题组最早得到了<,60>和<,70>等三阶非线性光学系数理论值，与其后正确的实验值相符合。进一步课题组又通过计算三阶非线性光学系数γ的虚部得到双光子吸收截面δ，用该方法和自编程序计算研究了一系列分子的双光子吸收性质，通过从理论上设计不同的分子结构，可达到改变双光子吸收波长和截面的目的。建立了一套用量子化学理论对电发光过程的每一步(包括空穴和电子注入，空穴和电子传输，空穴和电子复合形成激子、发光)进行表征、计算和研究的方法。用这套方法，对小分子(包括金属有机配合物)、低聚物和高聚物进行了计算研究，通过分子设计，改变分子结构，实现对发光波长及载流子注入与传输速率的调控，为得到各方面品质优良的OLED材料提供了理论上的支持。该项目不仅具有理论意义，并有很强的应用背景。通过光电功能材料的分子设计研究推动了量子化学中非线性光学性质研究方法和激发态理论方法的发展，拓展了量子化学在材料设计方面的应用。所总结的规律为实际材料设计提供了重要的理论依据。课题组的工作得到了国内外学术界的重视，诺贝尔化学奖得主H.W.Kroto，美国科学院院士、国际量子分子科学院院士Mark A.Ratner，荷兰科学院院士E.Jbaerends，中国科学院院士、国际量子分子科学院院士唐敖庆，中国科学院院士郑兰荪等人在“Nature”、“Chemical Review”、“Journal of American ChemicalSociety”、“Physical Review Letters”等国际著名杂志多次正面引用课题组的论文。项目组发表20篇主要论文SCI他引524次，他引总次数为584次。《C<,60>等团簇的结构和性质的理论研究》获2001年教育部自然科学一等奖。《光电功能材料的分子设计研究》获2009年教育部自然科学一等奖。

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