同步辐射真空紫外（VUV）区中的团簇物理

本文概述了同步辐射在团簇物理研究中的应用,讨论主要集中在真空紫外(VUV)区。重点说明其实验方法、研究进展状况和实验设计的一般考虑;并选择介绍德国DESY的团簇物理实验站CLULU;最后,对未来的发展方向提出作者的一些观点。     

H2在AlnCr(n=1-7)团簇上吸附和解离的密度泛函研究

采用用密度泛函理论中的B3LYP方法研究了H2在AlnCr(n=1-7)团簇上的吸附和解离。结果表明：AlnCr团簇结构与Aln+1团簇结构相似;物理吸附是H2是以侧向的形式吸附在Cr原子上,H-H键长略微增长,H2的振动频率发生了红移;除了n=5外,其它AlnCrH2团簇的最稳定结构均是AlnCr团簇的最稳定结构与两个氢原子成键而成;AlnCr团簇向H原子转移了电荷;AlnCrH2团簇的平均结合能,垂直电离势和能隙均大于AlnCr团簇的,即AlnCrH2团簇比AlnCr团簇更稳定;Al7Cr对H2的化学吸附表现出较强的惰性,而AlnCrH2(n=1,2,6)则表现出较强的化学活性;由化学反应路径跟踪可知,通过改变AlnCr团簇中Al原子的个数可以调节H2的物理化学吸附行为。     

H_2在Al_nCr(n=1-7)团簇上吸附和解离的密度泛函研究

采用密度泛函理论中的B3LYP方法研究了H2在AlnCr(n=1-7)团簇上的吸附和解离.结果表明:AlnCr团簇结构与Aln+1团簇结构相似;物理吸附是H2以侧向的形式吸附在Cr原子上,H-H键长略微增长,H2的振动频率发生了红移;除了n=5外,其它AlnCr H2团簇的最稳定结构均是AlnCr团簇的最稳定结构与两个氢原子成键而成;AlnCr团簇向H原子转移了电荷;AlnCr H2团簇的平均结合能,垂直电离势和能隙均大于AlnCr团簇的,即AlnCr H2团簇比AlnCr团簇更稳定;Al7Cr对H2的化学吸附表现出较强的惰性,而AlnCr H2(n=1,2,6)则表现出较强的化学活性;由化学反应路径跟踪可知,通过改变AlnCr团簇中Al原子的个数可以调节H2的物理化学吸附行为.     

原子团簇磁撞动力学理论研究

随着团簇制备和检测技术的发展,目前已能够在实验室中得到大量的质量选择的原子团簇.这种实验技术的进步,为原子团簇的研究开辟了一个崭新的领域-团簇碰撞动力学研究.有关团簇碰撞研究的深入开展,将有助于理解团簇的形成机理,也有可能发现有趣的物理新现象.同时,由于团簇物理中的一些物理概念和原子核物理中相应的一些物理概念存在着某种程度上的类似性,因此有关团簇碰撞动力学的研究还将有助于原子核碰撞动力学的研究.另一方面,以C60为代表的各种富勒烯的奇异结构和制备方法的发现,以及其各种可能的应用背景,已引起科技界普遍的关注.因此,…     

趋向统一发展的团簇科学

团簇科学在发展过程中，从原子核物理、凝聚态物理和量子化学等引入许多概念和方法，构成团簇研究的中心议题，逐渐形成一门介于原子分子物理和凝聚态物理之间的交叉学科．文章就团簇结构和性质研究的某些最新进展进行了评述，并与原子核和量子点等的性质进行了比较．     

密度泛函理论研究Rhn(n=2-5)团簇与部分小分子体系的相互作用

采用密度泛函理论系统计算研究了Rhn（n=2-5）团簇吸附小分子（H2、O2、N2、NO、CO、NO2、CO2）体系的基态几何结构和电子结构特性。结果表明：N2、NO、CO和CO2在Rhn表面以物理吸附的形式存在,H2和NO2在Rhn表面发生化学吸附,O2在Rhn表面的吸附与Rh团簇所含原子数目的奇偶性密切相关：O2在含奇数原子铑团簇表面发生化学吸附、在含偶数原子铑团簇表面发生物理吸附;对于各小分子在Rhn表面的物理吸附而言,吸附能强弱顺序为NO>(CO≈NO2≈O2)>(CO2≈N2)>H2。     

团簇物理的新进展（Ⅰ）

本文较系统地论述了团簇研究在制备、结构和性质等方面的最新进展,其中包含了本实验室近年来在团簇物理方面所取得的重要成果。并对当前团簇研究存在的问题和发展方向作了展望。     

团簇物理的新进展（I）

本文较系统地论述了团簇研究在制备、结构和性质等方面的最新进展，其中包含了本实验室近年来在团簇物理方面所取得的重要成果。并对当前团簇研究存在的问题和发展方向作了展望。     

团簇物理的新进展（Ⅰ）

本文较系统地论述了团簇研究在制备、结构和性质等方面的最新进展，其中包含了本实验室近年来在团簇物理方面所取得的重要成果。并对当前团簇研究存在的问题和发展方向作了展望。     

密度泛函理论研究Rh_n(n=2-5)团簇与部分小分子体系的相互作用

采用密度泛函理论系统计算研究了Rh_n(n=2-5)团簇吸附小分子(H_2、O_2、N_2、NO、CO、NO_2、CO_2)体系的基态几何结构和电子结构特性.结果表明:N_2、NO、CO和CO_2在Rhn表面以物理吸附的形式存在,H_2和NO_2在Rhn表面发生化学吸附,O_2在Rhn表面的吸附与Rh团簇所含原子数目的奇偶性密切相关:O_2在含奇数原子铑团簇表面发生化学吸附、在含偶数原子铑团簇表面发生物理吸附;对于各小分子在Rhn表面的物理吸附而言,吸附能强弱顺序为NO(CO≈NO_2≈O_2)(CO_2≈N_2)H_2.     

纳米铜团簇凝结规律的分子动力学研究

采用分子动力学方法对包含147，309和561个原子数的液态纳米铜团簇凝结过程进行模拟研 究，结果表明降温速率及团簇原子数对凝结得到常温下的固态团簇结构有重要影响：在模拟 时间内，降温速度越慢，团簇原子数越少，凝结得到铜团簇越倾向生成二十面体结构，反之 则倾向生成面心立方结构.同时探讨了该现象的物理机理. 关键词： 铜团簇 凝结 结构 分子动力学     

原子模拟钛中微孔洞的结构及其失效行为

六角金属由于其各向异性等特点,在塑性变形等过程中容易产生形状和构型都相对复杂的点缺陷团簇.这些团簇之间及其与运动位错等缺陷的相互作用直接影响材料的物理和力学性能.然而对相关问题的原子尺度、尤其是空位团簇的演化和微孔洞的形成乃至裂纹形核扩展等的理解还不全面.本文采用激发弛豫算法结合第一原理及原子间作用势,系统考察了钛中的空位团簇构型及不同构型间的相互转变,给出了不同尺寸空位团簇的稳定和亚稳构型、空位团簇合并分解和迁移的激发能垒等关键参数,发现较小的空位团簇形成稳定构型,较大的空位团簇呈现出空间对称分布趋势进而形成微孔洞;采用高通量分子动力学模拟系统研究了不同尺寸的空位团簇在拉应力作用下对变形过程的影响,发现这些空位团簇可以形成层错,并对微裂纹的形核产生影响.     

基于密度泛函紧束缚方法的Ge_(10)团簇Mülliken交叠电子布居分析与解离行为研究

随着微电子工业和纳米技术的不断发展,对低维锗材料物理和化学性质的研究正成为研发新型微纳电子器件的基础.采用遗传算法和密度泛函紧束缚方法相结合计算得到Ge_(10)团簇最低能量构型.通过对该团簇内局域原子堆积结构和基于Mülliken电子布居的电子性质分析,发现团簇内两个原子间成键的强弱受原子间距和这两个原子各自近邻原子的状况影响.团簇内部原子上的电子会向团簇外部原子转移.团簇的解离会以分成两个团簇和单个原子的方式进行.当以团簇方式解离时,出现两个Ge_5团簇或一个Ge_3和一个Ge_7团簇.位于团簇小表面上方的原子会首先从团簇解离出来,随后八面体顶点上的原子发生解离.     

大尺寸团簇在超短超强激光场中的动力学行为

利用“流体动力学”模型分析了超短脉冲激光与团簇的相互作用机制.在共振吸收附近,等离子体球的电子密度、温度由于共振吸收加热和团簇膨胀变化非常快,仅用准静态的介电常数并不能完全描述团族在共振吸收处的物理过程.提出了有效介电常数模型,对团簇在共振吸收处的行为进行了适当的修正,并且分析了高价电离态离子和高能离子产生的机制以及不同波长激光和团簇尺寸对高价电离态离子和高能离子产生机制的影响 关键词： 超短超强激光 团簇 共振吸收 有效介电常数     

第一性原理对XMgn(X=K, Na, n=1-12)团簇结构与性质的研究

本文基于第一性原理的广义梯度近似GGA下对XMgn(X=K, Na, n=1-12)团簇的结构与性质进行了研究. 通过对结构、束缚能、二阶能量差分和劈裂能的分析发现: KMgn (n=1-12) 团簇在n>5时, 其几何结构转变为笼状; 在n=12时, K原子进入到团簇的内部且呈逃逸的趋势; KMgn (n=1-12)团簇的相对稳定性在n=6,9时增强; 对于NaMgn (n=1-12) 团簇, 在n<6时,团簇的结构相对简单; 在n大于等于6时,团簇的结构呈现出比较复杂的立体结构; NaMgn (n=1-12)团簇在n=6,9时团簇的相对稳定性增强; 最后对比分析KMgn , NaMgn (n=1-12)的二阶能量差分和劈裂能发现; 在n=6时,两种团簇的相对稳定性都较强,但KMg6团簇的稳定性优于NaMg6团簇.     

4s和4p半核态引入价态(导致杂化指数降低)可以减弱Mo_n(n=2～18)团簇的二聚体现象的第一性原理研究（英文）

钼团簇因具有独特的结构、电子和物理化学性质,被期待在未来的纳米科技中扮演重要角色,但是它们的基态结构至今还存在争议.本研究采用粒子群优化(CALYPSO)方法对Mo_n(n=2～18)团簇的晶体结构进行全局域能量最小化搜索,并结合第一性原理方法进一步优化.计算表明:当4s和4p半核态不作为价态时,Mo_n(n=2～18)团簇有明显的二聚体趋势,原子数为偶数的团簇往往是"幻数"团簇,具有较高的稳定性;但是,将4s和4p电子作为价电子后,平均杂化指数H_(sp)、H_(sd)和H_(pd)显著降低,二聚体趋势急剧减弱.本文报道了Mo_n(n=11,14,15)团簇的新基态结构,证明了半核态对于Mo_n团簇是十分重要的.     

HIRFL-CSR实验环团簇内靶的首批测试实验

内靶装置是兰州重离子冷却储存环(HIRFL-CSR)实验环的一个重要的插入件,也是世界上第一个嵌入在重离子储存环中的内靶装置,它位于HIRFL-CSR实验环的一个直线段.团簇内靶具有传统外靶所不具备的一些优点,如高亮度、高精度和高灵敏度等.这些优点可使我们在内靶实验平台上进行一些高精度的物理实验.为满足不同物理实验的需求,内靶可以有两种工作模式:非极化靶运行模式和极化靶运行模式,用于为实验环内的物理实验提供厚度为1011~1013atoms/cm2的非极化靶和极化靶.团簇靶是属于非极化靶运行模式,它采用超声喷气和冷凝相结合的方法获得团簇粒子束,并在碰撞靶室中与环内束流相碰撞,未反应的团簇束被收集级抽走.团簇内靶可以提供靶密度约为2×1013atoms/cm2的Ne、Ar、Kr、Xe和N2、CH4等团簇束.目前已完成了团簇靶的现场安装和准直,并进行了真空达标、喷嘴冷却和稳定性等首批测试实验.本文主要介绍团簇靶的工作原理和首批测试实验结果.     

第一性原理对XMg_n(X=K,Na,n=1-12)团簇结构与性质的研究

本文基于第一性原理的广义梯度近似GGA下对XMgn(X=K,Na,n=1-12)团簇的结构与性质进行了研究.通过对结构、束缚能、二阶能量差分和劈裂能的分析发现:KMgn(n=1-12)团簇在n5时,其几何结构转变为笼状;在n=12时,K原子进入到团簇的内部且呈逃逸的趋势;KMgn(n=1-12)团簇的相对稳定性在n=6,9时增强;对于Na Mgn(n=1-12)团簇,在n6时,团簇的结构相对简单;在n大于等于6时,团簇的结构呈现出比较复杂的立体结构;Na Mgn(n=1-12)团簇在n=6,9时团簇的相对稳定性增强;最后对比分析KMgn,Na Mgn(n=1-12)的二阶能量差分和劈裂能发现;在n=6时,两种团簇的相对稳定性都较强,但KMg6团簇的稳定性优于Na Mg6团簇.     

Sin-1N和Sin-2N2(n=3～8)离子团簇结构及其光电子能谱的研究

利用密度泛函理论中的B3LYP方法,在6-311G(d)基组上对Sin-1N和Sin-2N2(n=3~8)阴阳离子团簇的几何结构和光电子能谱进行了系统研究。结果得到了各团簇的最稳定结构,Sin-2N2离子团簇对称性比Sin-1N离子团簇对称性好;Sin-1N(n=3~8)离子团簇的几何结构在总原子数n≤4时为平面结构,n>4时为立体结构;Sin-2N2(n=3~8)离子团簇的几何结构在总原子数n≤6时为平面结构,n>6时为立体结构;对于Sin-1N 团簇,总原子数是偶数的团簇比总原子数为奇数的团簇稳定;对于Sin-1N-及Sin-2N2阴阳离子团簇,总原子数是奇数的团簇比总原子数为偶数的团簇稳定。     

密度泛函方法研究NiSin(n=1~13)团簇

基于第一性原理,利用密度泛函理论中的广义梯度近似(GGA)系统研究了NiSin(n=1～13)团簇,在充分考虑自旋多重度的基础上讨论了这些团簇的生长行为,电子性质及其磁性,结果表明:NiSin 1的基态结构是在NiSin的基态结构上带帽一个Si原子而得到;随着团簇尺寸的增大,Ni原子逐渐从吸附在sin团簇的表面位置移动到Sin团簇笼内;掺杂Ni原子提高了硅团簇的稳定性;NiSi10团簇的稳定性在所有团簇中是最高的;电子总是从si向Ni转移,Ni原子所带的电荷数不仅与Ni原子的配位数有关,还与Nisin团簇的基态结构密切相关;n=1～2时,团簇的自旋总磁矩为2 μB,当n≥3时,团簇的磁性消失,这可能与Ni原子内部较强的sp-d杂化以及si原子内部的s-p杂化有关.