OsnN0,±(n=1—6)团簇几何结构与稳定性的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在Lanl2dz基组水平上对(Os_nN)^0,±(n=1—6)团簇的各种可能构型进行了几何参数全优化,得到了它们的基态构型;并对基态构型的平均结合能(E_b) 、二阶能量差分(Δ₂E_n) 、解离能(E_d)和能隙(E_g)进行了理论研 关键词： nN^{0')" href="#">Os_nN0 (n=1—6)团簇')" href="#">±(n=1—6)团簇 几何结构 稳定性 密度泛函理论}     

Cu13±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,±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.     

WmBn(m+n≤7)团簇结构与稳定性的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在LANL2DZ基组水平上优化W_mB_n(m+n≤7)团簇的几何结构,得到它们的基态构型,并对基态构型的平均结合能、二阶能量差分、能隙及WIB键级进行计算.结果表明:WB_n团簇的基态构型均是平面结构;当m≥2且m+n≥4时,除W₃B团簇外,其余团簇的基态结构均为立体结构;团簇的热力学稳定性随W原子个数的增加越来越好,W-W键的强度明显高于W-B和B-B键,W原子对团簇的稳定性起主导作用;W₂B₂和W₃B团簇最稳定.     

355 nm激光光电离甲醛飞行时间质谱的研究

利用脉宽为5 ns脉冲Nd: YAG 355 nm激光在功率密度为10¹¹–10¹² W/cm²条件下实现了甲醛含水团簇多光子电离, 并用飞行时间质谱对其电离产物和电离过程进行了研究. 实验中观测到了甲醛的质子化团簇系列 (CH₂O)_nH⁺(n=1–4), 甲醛的去质子化团簇系列(CH₂O)_nCHO⁺ (n=1–3), 以及两个起源于H₂CO去质子和质子化的含水团簇系列HCO⁺(H₂O)_n(n=1,3,5)和H₃CO⁺(H₂O)_n(n=1,3,5), 并对其中的一些团簇结构构型进行了猜测. 研究在不同的激光功率密度下甲醛团簇质谱峰的变换情况, 当激光密度达到9.3× 10¹¹ W/cm², 开始出现CH₂O和H₂O本体及其光致碎片的信号, 但对应的各质量峰没有明显地分辨开, 而是以包络的形式出现, 这是激光电离产生高能离子释放的一种表现, 提出认等离子体动力学鞘层加速机制(模型)来解释高能离子形成的物理机制. 关键词： 甲醛 团簇 飞行时间质谱 激光电离     

(Ca3N2)n(n=1—4)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G^*基组水平上对(Ca₃N₂)_n(n=1—4)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的振动特性、成键特性、电荷特性和稳定性等进行了理论分析.结果表明,(Ca₃N₂)_n(n=1—4)团簇最稳定构型中N原子为3—5配位,Ca—N键长为0.231—0.251nm,Ca—Ca键长为0.295—0.358nm;N原子的自然电荷在-1.553e—-2.241e之间,Ca原子的自然电荷在1.035e—1.445e之间,Ca和N原子间相互作用呈现较强的离子性,Ca₃N₂和(Ca₃N₂)₃团簇有相对较高的动力学稳定性. 关键词： 3N₂)_n(n=1—4)团簇')" href="#">(Ca₃N₂)_n(n=1—4)团簇 密度泛函理论 结构与性质     

密度泛函理论研究MgnOn(n=2—8)团簇的结构和电子性质

采用密度泛函理论中的广义梯度近似对Mg_nO_n(n=2—8)团簇的几何构型进行优化,并对能量、频率和电子性质进行了计算.结果表明,当n=2,3时,团簇的最低能量结构是平面结构;当n≥4时, 团簇的最低能量结构可以看成是由Mg₂O₂和Mg₃O₃单元组成的三维结构.O—Mg—O的钝角和较多的电荷转移对团簇的稳定性 关键词： nO_n团簇')" href="#">Mg_nO_n团簇 几何结构 电子性质     

Wn(n=3—27)原子团簇结构的第一性原理计算

使用密度泛函理论下的第一性原理方法,对W_n原子团簇(n=3—27)的结构特性进行了理论计算. 得到了W_n团簇(n=3—7)的最低能量结构和(n=8—27)的局域能量极小的典型结构. 使用凝胶模型,提出的电子组态1s²1p⁶1d¹⁰2s²1f¹⁴2p⁶3s ^{关键词： W团簇 结构性质 稳定性 从头计算}     

B$lt;sub$gt;$lt;i$gt;n$lt;/i$gt;$lt;/sub$gt;($lt;i$gt;n$lt;/i$gt;=2—15)团簇的几何结构和电子性质

应用密度泛函理论中的B3LYP方法计算并分析了不同生长模式下B_n（n=2—15）团簇的几何结构及电子性质. 同时,比较和讨论了不同生长模式下硼团簇的原子束缚能、能级间隙和第一电离势. 研究表明：直线构型稳定性最低,金属性较强,尤其在n=8时能隙仅有0.061 eV,说明该团簇已具有金属特征. 平面或准平面构型稳定性最高,非金属性强. 立体构型的稳定性与金属性介于直线和平面构型之间. 另外,还讨论了基态团簇的束缚能、能量二阶差分、能级间隙和第一电离势随团簇尺寸的变化,结果表明B₁₂与B₁₄是幻数团簇. 关键词： n团簇')" href="#">B_n团簇 密度泛函理论 几何结构 电子性质     

In_nAs_n(n=1～20)小团簇几何结构与电子性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理方法,采用B3LYP下的赝势基组LanL2DZ,研究了In_nAs_n（n=1～20）团簇的基态几何结构、相对稳定性、电子性质及其振动光谱.结果表明,当n=5～11时团簇的基态构型为层状结构;当n=12～20时团簇的基态构型为笼状结构.团簇平均结合能、二阶能量差分和HOMO-LUMO能隙均在n=9,12,18出现极大值,说明In₉ As₉、In₁₂ As₁₂和In₁₈ As₉18)为幻数团簇.另外,HOMO-LUMO能隙的计算结果表明In_nAs_n（n=1～20）团簇具有宽带隙半导体特征.     

GanN－m阴离子团簇的结构及稳定性的研究

利用密度泛函理论(DFT)对Ga_nN^-(n=2—8)和Ga_nN^-₂ (n=1—7)阴离子团簇的结构及稳定性进行了研究.在B3LYP/6-31G^*水平上进行了结构优化和频率分析，得到了Ga_nN^-(n=2—8)和Ga_nN^-₂(n=1—7)阴离子团簇的基态结构.在这些团簇中，原子总数小于等于6的团簇的几何结构为平面结构，原子总数大于6的团簇的几何结构为立体结构；在所研究的团簇中，Ga₄N^-，Ga₆N^-,Ga₄N^-₂和Ga₅N^-₂的基态结构较稳定. 关键词： nN^-_m团簇')" href="#">Ga_nN^-_m团簇 密度泛函理论(DFT) 几何结构     

Information Theory for Fields

A physical field has an infinite number of degrees of freedom since it has a field value at each location of a continuous space. Therefore, it is impossible to know a field from finite measurements alone and prior information on the field is essential for field inference. An information theory for fields is needed to join the measurement and prior information into probabilistic statements on field configurations. Such an information field theory (IFT) is built upon the language of mathematical physics, in particular, on field theory and statistical mechanics. IFT permits the mathematical derivation of optimal imaging algorithms, data analysis methods, and even computer simulation schemes. The application of IFT algorithms to astronomical datasets provides high fidelity images of the Universe and facilitates the search for subtle statistical signals from the Big Bang. The concepts of IFT may even pave the road to novel computer simulations that are aware of their own uncertainties.     

NIFTy 3 – Numerical Information Field Theory: A Python Framework for Multicomponent Signal Inference on HPC Clusters

NIFTy , “Numerical Information Field Theory,” is a software framework designed to ease the development and implementation of field inference algorithms. Field equations are formulated independently of the underlying spatial geometry allowing the user to focus on the algorithmic design. Under the hood, NIFTy ensures that the discretization of the implemented equations is consistent. This enables the user to prototype an algorithm rapidly in 1D and then apply it to high‐dimensional real‐world problems. This paper introduces NIFTy  3, a major upgrade to the original NIFTy  framework. NIFTy  3 allows the user to run inference algorithms on massively parallel high performance computing clusters without changing the implementation of the field equations. It supports n‐dimensional Cartesian spaces, spherical spaces, power spaces, and product spaces as well as transforms to their harmonic counterparts. Furthermore, NIFTy  3 is able to handle non‐scalar fields, such as vector or tensor fields. The functionality and performance of the software package is demonstrated with example code, which implements a mock inference inspired by a real‐world algorithm from the realm of information field theory. NIFTy  3 is open‐source software available under the GNU General Public License v3 (GPL‐3) at https://gitlab.mpcdf.mpg.de/ift/NIFTy/tree/NIFTy_3 .     

1,1'联萘-2,2'-二胺拉曼和红外光谱的实验和DFT计算研究

实验测量了1,1''-联萘-2,2''-二胺（BINAM）的红外吸收光谱、可见光激发普通拉曼光谱、紫外共振拉曼光谱.用电子密度泛函方法计算了BINAM的基态几何构型、振动频率、普通拉曼和近共振拉曼强度.通过实验和理论计算对比,对所得红外和拉曼提出了详细的指认,并且分析了各振动模式的特征.BINAM的紫外共振拉曼光谱与普通拉曼光谱相比较,发现有若干拉曼谱带出现了选择性共振增强.基于共振拉曼强度分析,讨论了BINAM可能的激发态几何结构的变形.     

二维共价有机骨架中的直接激子和间接激子

本文利用基于GW方法和Bethe-Salpeter方程的第一性原理计算，研究了两种二维共价有机骨架材料(COF)的激发态性质. 单层COF是直接带隙材料，而体相COF呈现间接带隙. 根据直接激子计算的体相COF的光学带隙和吸收光谱与实验一致，而由位于导带底的光生电子和位于价带顶的空穴形成的间接激子能量的理论计算值远低于实验荧光光谱的测量值. 研究表明，可以排除间接带隙COF材料的发光由声子主导的可能性. 研究认为体相COF的发光可能源于缺陷处直接激子的复合. 体相COF的AA堆叠结构导致其带隙是间接的. 如果将堆叠方式由AA变成AB，体相COF将转变成直接带隙材料，它的发光效率可能会增强.     

Abelian scalar theory at large global charge

We elaborate on Abelian complex scalar models, which are dictated by natural actions (all couplings are of order one), at fixed and large global U (1) charge in an arbitrary number of dimensions. The ground state is coherently constructed by the zero modes and the appearance of a centrifugal potential is quantum mechanically verified. Using the path integral formulation we systematically analyze the quantum fluctuations around in order to derive an effective action for the Goldstone mode, which becomes perturbatively meaningful when the charge is large. In this regime we explicitly show, by computing the first few loop corrections, that the whole construction is stable against quantum effects, in the sense that any higher derivative couplings to Goldstone's tree‐level action are suppressed by appropriate powers of the large charge.     

电大开孔箱体屏蔽效能分析解析模型

电磁脉冲武器能够通过"前、后门"耦合效应对箱体内部电子元器件及电路板造成损伤,从而对电气电子设备的安全性构成严重威胁,因此,开展箱体电磁屏蔽效能的分析研究具有重要意义.推导了任意入射波条件下电大开孔箱体屏蔽系数的解析解,并在此基础上对箱体屏蔽效能进行了分析研究.首先通过矢量分解,得出任意入射平面波的坐标分量;再基于Cohn模型,获得了电大开孔的等效电偶、磁偶极子;然后通过镜像原理,计算出总的赫兹电矢量位、磁矢量位;最终求得电大开孔箱体内部任意观测点的电场解析解,用于箱体屏蔽系数计算.设计了5组验证性实验,仿真结果表明:该解析算法相对CST的均方误差为11.565 d B,绝对误差为8.015 d B,相关系数为0.921,从而验证了该算法的准确性;解析算法仿真的平均耗时为0.183 s,仅占CST耗时的1/7530,从而验证了该算法的高效性.     

拓扑石墨烯电极分子器件输运特性

利用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法,研究了不同拓扑能带结构的石墨烯电极分子器件输运特性.结果表明器件导通电压与电极禁带宽度正相关,同时器件在输运过程中表现出负微分电阻特性,峰谷电流比可达2697.分析认为器件导通源自于偏压升高过程中两电极能带匹配.器件负微分电阻特性源自于偏压升高过程中两电极能带交错.散射态分析表明,能带匹配后散射态分布较为离域,有利于电子通过器件.能带交错后散射态局域于电极处,表明电子输运受到抑制.     

A perturbation density functional theory for hydrogen bonding cyclic molecules

Using the framework of Wertheim's thermodynamic perturbation theory, a new polyatomic density functional theory is developed to account for the intermolecular association of cyclic molecules in interfacial systems. To test the theory, Monte Carlo simulations in the canonical ensemble were performed for the specific case of an associating triatomic ring with one association site next to a hard wall. The theory and simulation results were found to be in good agreement.