磁控溅射气体团簇源中团簇形成的DSMC研究

利用直接模拟蒙特卡洛方法(DSMC) ,模拟了磁控溅射气体团簇源中Cu+ (Cu-)的含量比例不同的条件下,Cu团簇的尺寸分布。模拟结果表明：随着含量比例的增加,团簇的尺寸分布变窄了,不带电的团簇的比例增加,不带电的铜团簇分布的最大值减小,相应的带正电荷和带负电荷团簇的比例减小;相同的含量比例下,带正电的团簇的尺寸分布与带负电荷的团簇的尺寸分布基本相同;初始Cu- 比Cu+ 的含量比例大时,输出的主要是带负电荷的团簇,带正电荷和不带电的团簇占很小的比例;Cu-含量比例的增加,负Cu团簇的尺寸分布减小。     

气体凝聚团簇源中团簇形成的DSMC研究

利用直接模拟蒙特卡洛方法(DSMC),模拟了气体凝聚团簇源在不同的腔长,不同的腔壁温度和不同惰性气体的含量的条件下,Cu团簇的尺寸分布.模拟结果表明:腔的长度越长,产生大团簇的比例越大;腔壁的温度越低,产生的大团簇的比例越大;惰性气体的含量比例越高,产生的大团簇的比例越小;相同的惰性气体含量下,He/Ar比值越高,产生大团簇的比例越大.     

气体凝聚团簇源中团簇形成的DSMC研究

利用直接模拟蒙特卡洛方法(DSMC) ,模拟了气体凝聚团簇源的引出口尺寸和中心位置不同的条件下,Cu团簇的尺寸分布以及模拟了随着时间的增长,腔内团簇数目的变化.模拟结果表明:引出口的直径越大,产生大团簇的比例越小;在引出口的直径相同的情况下,引出口的中心位置偏离坐标原点比在原点产生的大团簇的比例要大;随着时间的增长,腔内团簇数目先变多后变少.     

引出口的几何参数对团簇形成影响的DSMC研究

利用直接模拟蒙特卡洛方法(DSMC),模拟了气体凝聚团簇源的引出口尺寸和中心位置不同的条件下,Cu团簇的尺寸分布以及模拟了随着时间的增长,腔内团簇数目的变化.模拟结果表明:引出口的直径越大,产生大团簇的比例越小;在引出口的直径相同的情况下,引出口的中心位置偏离坐标原点比在原点产生的大团簇的比例要大;随着时间的增长,腔内团簇数目先变多后变少.     

Cu±13团簇几何和电子结构的密度泛函研究

借助遗传算法结合Gupta原子间相互作用势,本文采用密度泛函理论系统研究了带电Cu13±团簇的基态与低激发态的几何结构和电子结构,并与中性Cu13团簇的结果进行了对比.计算结果表明:对Cu13n(n=0,士1)团簇,高对称性几何构型在众多异构中无能量竞争性优势,团簇基态结构皆为非紧致低对称性结构,对Cu13-找到一种新的低对称性最低能结构;带电明显影响团簇结构稳定性,带电Cu13±团簇与中性Cu13团簇的结构稳定性序列显著不同;基态Cu13n (n=0,±1)团簇具有磁矩最小化效应,而其高对称性结构则有较大磁矩;计算所得Cu13团簇电离能及电子亲和势与实验结果相符.     

甲烷团簇与氘团簇的团簇源特性比较

利用瑞利散射法测量了特定喷嘴产生的甲烷团簇及氘团簇的大小随背压的变化曲线。将团簇大小的实验值与Hagena理论进行了比较,当背压超过3MPa时,两种团簇的实验值都明显高于理论值。实验发现,特定喷嘴在相同的背压下,常温(298K)甲烷团簇尺寸小于低温(80K)氘团簇尺寸,而甲烷团簇中氢原子数至少是氘团簇中氘原子数的1.98倍。     

Cu13团簇几何和电子结构的密度泛函研究

利用遗传算法结合Gupta原子间相互作用势,采用密度泛函理论,系统研究了带电 团簇的基态与低激发态的几何结构和电子结构并与中性Cu13团簇进行了对比．计算结果表明：对 Cu13（中性及带电）团簇,高对称性几何构型在众多异构中无能量竞争性优势,团簇基态结构皆为非紧致低对称性结构,对 负电Cu13找到一种新的低对称性最低能结构;带电明显影响团簇结构稳定性,带电Cu13团簇与中性Cu13团簇的结构稳定性序列显著不同;基态 Cu13（中性及带电）团簇的具有磁矩最小化效应,而其高对称性结构则有较大磁矩;计算所得Cu13团簇电离能及电子亲和势与实验结果相符．     

1-萘酚团簇的紫外光电离质谱研究

用飞行时间质谱仪和超声速脉冲分子束技术研究了紫外激光对1-萘酚(1HN)团簇的电离质谱.观测到(1HN)_n~+系列的团簇离子,且离子强度随团簇尺寸的增大而减小.电离激光的强度(在5μJ/pulse～100μJ/pulse范围内)对团簇离子强度的相对分布影响较小,说明软电离为产生团簇离子的主要过程,团簇离子的强度分布反映出电离前中性团簇的分布特征.增大电离区的进样气压可以产生更大尺寸的团簇离子,同时在(1HN)_n~+后面观测到新系列的团簇离子.这些新生离子与(H_2O)_m有关,考虑到1-萘酚团簇可以通过OH形成H键,推测该新生团簇离子通过团簇内的反应而产生.     

高背压超声气体团簇喷流中团簇平均尺寸沿喷流方向演化研究

本文通过对高背压(50 bar, 1 bar = 1.0×10⁵ Pa)氩气经长锥型喷嘴(长度L=30 mm)向真空绝热膨胀所形成的超声气体团簇喷流的数值模拟, 分析比较了由喷嘴喉口起沿喷流方向在喷流中心轴线上团簇平均尺寸的演化情况. 结果表明: 沿喷流方向团簇平均尺寸显示先增长后趋于饱和的变化趋势, 具有较大尺寸团簇的区域出现在距离喷嘴喉口大约20 mm. 据此本文再结合关于喷流中原子密度沿喷流方向变化的模拟结果开展了锥形喷嘴长度的优化研究. 针对由常见构型的锥形喷嘴(喉径～ 0.5 mm, 半张角～ 8.5°)在高背压下形成的团簇喷流, 20 mm左右的长度为锥形喷嘴的适宜长度.     

Cu原子掺杂在Al团簇中的结构和电子性质

利用密度泛函理论,对Al_n(n=1～15)团簇中掺杂Cu原子后的双金属团簇进行了研究,在结构优化的基础上,同时计算了双金属团簇的电子性质,即电子亲和能、电离势、Cu原子的Mulliken分布、平均极化率、极化率的各向异性、偶极矩及HOMO-LUMO能隙随团簇尺寸增加时的变化情况. 结果表明,Cu掺杂Al团簇的双金属团簇中也存在幻数结构,团簇的电子性质随团簇尺寸大小出现不规则的奇偶振荡变化. n=13的团簇电子亲和能和电离势与毗邻团簇相比,其变化要大于0.3和0.6 eV.     

超声喷流氩氢混合团簇特性研究

利用瑞利散射方法研究了超声喷流Ar-CH4混合团簇和超声喷流Ar-H2混合团簇的特性.通过测量不同混合比例和不同背压下所形成混合团簇的散射信号发现,当用Ar气和CH4的混合气体进行超声喷流时很容易形成Ar-CH4混合团簇,当Ar气含量为50%时混合团簇尺度最大且大于相同气压下纯Ar团簇尺度和纯CH4团簇尺度.实验发现,与纯H2团簇只能在低温条件下获得不同,常温下即可形成Ar-H2混合团簇,实现了常温下含氢团簇的获取,从而有效降低了制备成本.在H2含量大于40%时混合团簇开始形成并在60%时达到最大尺度.含氢(氘)混合团簇在氢(氘)团簇的基础上引入了更重的异核Ar元素,在激光氘团簇聚变实验中它将进一步加速氘离子从而获得更高的能量,并具有更高的中子产额和聚变效率.     

A gas cluster ion beam accelerator

An assembled CO₂ gas cluster ion beam system was assessed using a retarding field analyzer and a time-of-flight mass spectrometer. The CO₂ gas was expanded to form gas clusters at the input pressure of 1–5 bar through a quartz Laval nozzle. At 4 bar, it is confirmed that the clusters consisted of about 500 molecules. Also the dependence of the mean cluster size distribution on source temperature was examined. At the low fluence of ion beam, an isolated gas cluster ion impact on solid surfaces was investigated. CO₂ gas cluster ions were irradiated at the acceleration voltage of 40–60 kV on highly oriented pyrolytic graphite. Si with native oxide layers, and Cu film deposited on Si wafer. After very short exposure of cluster ions, induced hillocks with about 0.8–1 nm in height and 20 nm in width were outgrown from the impacted surfaces. After prolonged irradiation on Si and Cu/Si, humping was more developed and consequently the surface morphology seemed to be saturated because of gradual filling the gap between the hillocks.     

RhnBe(n=1-7)团簇结构和磁性的密度泛函研究

用密度泛函理论中的广义梯度近似方法研究了RhnBe(n=1~7)团簇的结构和磁性。结果表明：在Rhn团簇上附加一个Be原子后,对Rhn团簇的结构影响不大,与Be原子相配位的Rh原子间的键长发生了不同程度的增大。RhnBe 与Rhn团簇的稳定性变化趋势相一致,但RhnBe团簇更加稳定。Be原子均失去电子,磁矩相对较小。与Be原子相配位的Rh原子均是电子受体。团簇磁矩主要来自Rh原子的贡献;若Be原子呈正磁矩,则RhnBe团簇的总磁矩大于Rhn团簇的磁矩,反之则小于Rhn团簇的磁矩。     

Rh_nBe(n=1～7)团簇结构和磁性的密度泛函研究

用密度泛函理论中的广义梯度近似方法研究了Rh_nBe(n=1～7)团簇的结构和磁性.结果表明:在Rh_n团簇上附加一个Be原子后,对Rh_n团簇的结构影响不大,与Be原子相配位的Rh原子间的键长发生了不同程度的增大.Rh_nBe与Rh_n团簇的稳定性变化趋势相一致,但Rh_nBe团簇更加稳定.Be原子均失去电子,磁矩相对较小.与Be原子相配位的Rh原子均是电子受体.团簇磁矩主要来自Rh原子的贡献;若Be原子呈正磁矩,则Rh_nBe团簇的总磁矩大于Rh_n团簇的磁矩,反之则小于Rh_n团簇的磁矩.     

Cu偏析诱导Co团簇结构及性质异常的动力学模拟

采用分子动力学结合镶嵌原子势方法,模拟研究了Cu原子分别分布于基体Co团簇内层和表面构成Cu-Co合金团簇的结构和热力学性质,研究表明,相同数目的 Cu原子掺杂到基体中因掺杂层的不同,会诱导内层Co团簇和外层Co团簇结构、能量及熔点表现出巨大差异;Cu原子在团簇各层掺杂位置的差异,会导致原子向低能态位置偏移,但相对移动后后续原子的补位,使团簇结构随温度呈相对无扩散度相变;Cu原子由内层向表面偏析是内层Co团簇与相同原子数比例的外层Co团簇熔点产生巨大差异的主要原因.     

Supported fe nanoclusters: evolution of magnetic properties with cluster size

Using a density functional approach, we study structural and magnetic properties of small Fe(n) clusters (n相似文献