Rhn（n=3—57）N簇基态物性的遗传算法研究

采用半经验的Gupta多体势结合遗传算法,系统地研究TRhn（n=3—57）团簇的几何结构特性．我们发现在铑团簇的生长中存在类fcc构型与类Ih构型之间的竞争,从n=39）T始,铑团簇呈现出明显的Ih生长模式．Rhn（n=3—57）团簇的幻数为13,19,23,38,55,结合铑团簇的平均最近邻原子间距和平均配位数,分析了铑团簇幻数序列存在的原因．我们发现团簇内部原子具有增强团簇对称性和加强团簇稳定性的显著作用．     

RhnCr(n=1～7)团簇结构和电子性质的密度泛函理论研究

采用基于广义梯度近似的密度泛函理论研究了铬掺杂铑团簇RhnCr(n=1～7)的几何结构、稳定性及电子结构.结果表明:Rh3Cr具有较高的稳定性,可视为幻数结构团簇;给定尺寸时所研究RhnCr混合团簇表现出明显的磁性结构依赖关系;相较纯Rhn+1,RhnCr在n=3、5、6时团簇磁矩增大;多数情况下,相对于纯Rh团簇,Cr掺杂增强了团簇反应活性.     

Rhn(n=3～57)团簇基态物性的遗传算法研究

采用半经验的Gupta多体势结合遗传算法,系统地研究了Rhn(n=3～57)团簇的几何结构特性.我们发现在铑团簇的生长中存在类fcc构型与类Ih构型之间的竞争,从n=39开始,铑团簇呈现出明显的Ih生长模式.Rhn(n=3～5r)团簇的幻数为13,19,23,38,55,结合铑团簇的平均最近邻原子间距和平均配位数,分析了铑团簇幻数序列存在的原因.我们发现团簇内部原子具有增强团簇对称性和加强团簇稳定性的显著作用.     

用遗传算法研究Con(n=3-60)团簇的结构特性

我们采用半经验的Gupta多体势结合遗传算法,系统地研究了Con(n=3-60)团簇的几何结构特性.我们发现在钴团簇的生长中存在一个类fcc构型与类Ih构型之间的竞争,从n=39开始,钴团簇呈现出明显的Ih生长模式.Con(n=3-60)团簇的幻数为13,19,23,38,55,结合钴团簇的平均最近邻原子间距和平均配位数,分析了钴团簇幻数序列存在的原因.我们发现团簇内部原子具有增强团簇对称性和加强团簇稳定性的显著作用.     

MnC±(M=Fe,Co,Ni,Cu,n=1～5)团簇的密度泛函理论研究

本文用密度泛函理论系统地研究了混合团簇MnC^±（M=Fe,Co,Ni,Cu,n=1—5）的基态几何结构和电子结构．从中性团簇体系移除一个电子对基态几何结构的影响相比给中性团簇体系增加一个电子对基态几何结构所引起的影响更加明显．在相应的序列中,Cu3C^-有相对较高的稳定性,可视其结构为幻数结构．过渡金属MnC^±（TM=Fe,Co,Ni）与C^±之间的相互作用强度彼此接近,并且明显大于Cu与C^±之间的相互作用强度;金属与碳之间的相互作用强度在中性体系、带正电体系和带负电体系中由大到小依次是带正电体系→中性体系→带负电体系．根据相互作用强度模型,在带正电体系中增强的金属与碳之间的相互作用强度可能更有利于单壁碳纳米管的生长与合成．     

遗传算法研究Pdn（n=2-57）团簇的结构特性

本文利用遗传算法结合紧束缚势计算了Pdn（n=2-57）团簇的基态能量及结构．通过讨论团簇的平均束缚能Eb、二阶差分能△2E（n）和剩余能△E（n），发现团簇平均束缚能随原子数目的增加而增大，n为13、22、30、38、41、46和55为其幻数序列．并发现，Pd54为无中心原子的Ih结构，其稳定性略低于Pd55的稳定性．     

小体系[Tin-mH2]^x（x=-1,0,＋1）的几何结构和电子性质

利用基于广义梯度近似的密度泛函理论,计算了小体系的[Tin-mH2]^x（n=2～7;m=0～22;x=-1,0,＋1）团簇.通过分析各原子的密立根占据数（Atomic Mulliken Occupation,AMO）,发现当Tin-mH2团簇带电后,团簇中电荷将重新分配,从而导致了团簇中Ti—Ti和Ti—H化学键键长发生了明显的变化,并且团簇的几何结构发生了一定的畸变.同时发现团簇Tin-mH2具有较大的电离能和电子亲和能,因此这些团簇有很强的稳定性.     

货币金属团簇的结构、稳定性与反应活性

团簇与气体分子的气相反应质谱技术是研究团簇稳定性和反应活性的主要手段,对比反应前后的质谱图横纵坐标变化,可以获得产物、团簇反应活性等信息;结合第一性原理计算,可以深入挖掘团簇、反应中间体、最终产物的结构,探究反应热力学、动力学过程,揭示团簇结构、稳定性与反应活性的内在关联。本文综述了Cu-n、Ag-n团簇与NO和O2、O2的气相反应质谱和第一性原理计算研究进展,阐述了具有独特稳定性的新奇开壳层超原子Cu-18、双闭壳层超原子Ag-17的稳定性来源,揭示了NO在Cu-n团簇上吸附的反馈与负反馈作用机制,O2分别在Cu-2n+1、Cu-2n+1(或Ag-2n)团簇上遵循双电子、单电子转移机制。其中,O2在Cu-n上的电子转移机制由自旋守恒规则调控,将团簇和O2分别类比于碱、酸溶液,根据不同碱性团簇跨越不同程度的自旋激发或解离势垒并于最后放出近乎相同热量的现象,提出O2吸附与解离新机制自旋协同的拉平效应。能量分解-化学价态自然轨道数据显示,金属Cu-n团簇对NO和O2的活性以及Ag-n团簇对O2的活性皆受团簇的几何构型、电子结构、能量学数据调控。     

分子动力学结合不同势研究Ir团簇熔化性质

采用Gupta势和Sutton-Chen势运用分子动力学方法研究了Irn(n=13,14,55,56,147)团簇的熔化行为.结果表明:对于所研究尺寸团簇,两种不同势给出了完全相同的基态几何结构.两种势给出的铱团簇熔点随团簇尺寸的变化关系基本一致、预熔化温度区间随团簇尺寸的变化关系完全一致.对于小团簇(Ir13、Ir14)两类势均表现出比热峰值相对于均方根键长涨落滞后的现象.     

CoH_x的电子结构和磁性

采用原子团模型和离散变分（ＤＶ－Ｘα）方法，计算了ＣｏＨｘ（０≤ｘ≤１）的电子结构和自旋磁矩，确定了钴原子和氢原子之间的电荷转移以及局域磁矩．结果表明掺氢的钴合金中钴原子有部分电荷转移到氢原子上，并且钴原子的磁矩随着掺氢量的增加而随之减小     

AnC2(A=Fe,Co,Ni,Cu)团簇的密度泛函研究

采用平面波基矢及超软赝势使用密度泛函理论方法详细地研究了AnC2（A=Fe,Co,Ni,Cu,n=1-3）团簇的几何结构,结合能和磁性.对双原子分子团簇（A2及AC）所得结果与以往的实验和计算结果基本一致.除了Fe3C2和Co3C2的基态几何结构是三角双锥之外,其他混合团簇的基态几何结构都是平面构型.计算结果表明,加入碳原子会增加An团簇的稳定性,在AnC2团簇中,An（A=Fe,Co,Ni）与C2的相互作用相比Cun和C2的相互作用要强.     

C@M12(M=Fe,Co,Ni)团簇稳定性与能量特征的密度泛函理论研究

在密度泛函理论框架下采用广义梯度近似和赝势平面波方法,研究了掺碳团簇C@M12（M=Fe,Co,Ni）的能量特性．所得结果表明：用碳原子替换一个金属原子将提高团簇的稳定性．碳原子在表面的结构比其在中心的结构更稳定,这与块体或大尺寸团簇情况相反．通过分析不同碳掺杂结构的能量分布,发现碳原子在这些过渡金属团簇中的熔解率大小的序列与其在块体中相同．     

介子中的胶子自由度

在假定有质量的组分胶子是介子的构成子之一的基础上, 根据 Ｌｏｒｅｎｔｚ 群与 Ｓ Ｕ（ Ｎｃ） 色群的分析,构造了基态 Ｊ Ｐ＝ １－ 介子的波函数, 分析了基态１－ 介子中 ρ±、κ±、ρ０ 、ω和 ф介子的磁矩与自旋结构（即夸克、反夸克与组分胶子对介子自旋的贡献）．得到了关于 ρ±、κ± 介子的磁矩和自旋朗德因子ｇｓ 的限制条件以及关于基态１－ 介子各组成子（夸克、反夸克或组分胶子）所携带的介子自旋的份额ｒ 的限制条件, 并发现胶子对介子自旋的贡献一般是不可忽略的     

用原子团模型研究MuSb（Pt）的电子结构和磁学性质

使用原子团嵌入模型和自洽场自旋极化离散变分（ＤＶ）Ｘａ方法，对ＭｎＳｂ的电子结构和自旋磁矩进行了计算，并研究了Ｐｔ掺杂对ＭｎＳｂ电子结构与磁性的影响，讨论了ＭｎＳｂＰｔ中Ｋｅｒｒ偏转角显著增大的原因．     

Pd54团簇的熔化过程

本文采用分子动力学和Gupta势函数,对一个有中心缺陷的Pd54团簇的熔化性质进行了模拟研究．考虑到团簇内核原子在团簇熔化过程中起重要作用,以及无缺陷内核比有缺陷内核要稳定,由此会导致Pd54团簇出现两种不同的熔化行为．本研究中,在结构转变发生时,体系总能量的增加伴随着温度的降低,这通常表明出现了负热容．但是,对于Pd54团簇,这种从有中心缺陷到有表面缺陷的结构转变过程是不可逆的．正是由于该结构转变的不可逆性,使得处于平衡态下的Pd54在绝大多数时间内处在有较小波动的异构体上,这种势能的较小波动表明体系动能的波动也较校由此并不会产生d54团簇的负热容现象．     

氮化镓小团簇结构的理论研究

用局域密度泛函近似下的全势能线性Muffin-Tin轨道组合分子动力学方法对氮化镓小团簇GanNn(n＝2～6)的结构和能量进行了计算,并和已有的报道进行了比较.除Ga2N2外,获得了所有上述团簇的新的最稳定结构.最稳定结构中存在着N2单元或N3单元或两者兼有,表明N-N键在GanNn(n＝2～6)团簇的形成中起着决定性的作用.同时,对上述团簇的HOMO-LUMO能量间隔进行了计算.HOMO-LUMO能量间隔为1.601～2.667eV,表明上述团簇将显示像半导体一样的性质.     

Rh13团簇的结构畸变

用基于密度泛函理论的离散变分方法计算了具有Ih和D5d对称性的Rh13团簇的电子结构.通过畸变使具有很高对称性的Ih结构破缺,消除了最高分子轨道的分数占据.我们认为真实的Rh13团簇基态结构不具有完整的Ih对称性而应具有D5d对称性.     

在外磁场中一维XXZ自旋链模型的自旋波与比热

本文应用Jordan-W igner变换和格林函数方法讨论了在外磁场中一维XXZ海森堡自旋链模型的自旋波、子晶格磁矩、内能及比热.结果显示自旋波与波矢k成余弦关系,与外磁场成线性关系;子晶格磁矩、内能、比热与温度、外磁场成比较复杂的指数关系.当温度T趋近于0.11K和0.08K时比热随温度的增加有明显的跃变.     

外场导致的分形体的结构及偶分布函数

用计算机模拟,研究了电场下的团簇—团簇凝聚(CCA)和扩散限制凝聚(DLA)的结构转变．结果显示,当电场由弱到强时,凝聚体从典型的无序向有序结构转变,即从DLA和扩散CCA分形体向沿电场方向的链状结构转变．凝聚体的偶分布函数显示．随着外场的增强,体系逐渐从局域有序向长程有序过渡．这些结果有利结构转变．凝聚体的偶分布函数显示．随着外场的增强,体系逐渐从局域有序向长程有序过渡．这些结果有利于加深人们对电场下CCA和DLA的认识和电场下胶体聚集现象的理解．     

Fe55团簇预熔化的分子动力学研究

本文运用分子动力学模拟小尺寸铁团簇在熔点附近的预熔化现象,根据均方根键长涨落判断出预熔化现象发生的温度区间并讨论在此温度区间内能量和结构的关系.结果表明,在团簇体系预熔化过程中,表面原子是先于内部熔化,随着温度的增加,两部分原子在熔点附近相互扩散,趋于无序并最终完全熔化.