量子化学中的电子轨道成像术

文章通过两个具体的实例阐明一个重要的观点：以电子动量谱学实验提供的电子能谱和电子动量谱为依据，人们可以在众多的量子化学轨道理论中择优．在此理论基础上，利用现代计算机图像技术，人们既可以在位置坐标空间中，也可以在动量空间中以不同的图形将电子轨道展示出来，这就是新近人们称之为电子轨道成像技术或“看”电子轨道的技术．电子轨道成像术能积极地促进电子动量谱学与邻近各学科的交叉．     

电子动量谱学研究的新进展

简要地说明了电子动量谱学的特色、意义和发展情况．概要地描述了本实验室最近研制成功的一台第二代电子动量谱仪的结构和达到的性能指标，以及利用该谱仪所取得的一些物理和化学研究成果．扼要地说明电子动量谱学的发展趋势．     

N2价轨道的精细电子动量谱学研究

在高分辨率（ΔE=08?eV,Δp≈01a.u.）高效率的第三代电子动量谱仪上获得了N₂价轨道的电离能谱和动量谱.通过对伴线结构的电子动量谱学（EMS）研究,得到了不同伴线结构的电子动量谱,另一方面也得到了伴线结构的强度.由伴线的电子动量分布形状判断出其跃迁的主要来源,并由实验测量的伴线结构强度确定了谱因子（极强度）的大小,通过对谱因子实验值与理论计算结果的比较检验了各种理论模型的精确度. 关键词： 氮分子 价轨道 电子动量谱 电子关联效应     

探测二茂铁外价轨道(e,2e)反应中的扭曲波效应

利用第三代高效率电子动量谱仪,分别在600和1500 eV两种不同入射电子能量下获得了二茂铁(ferrocene)分子外价轨道的电离能谱和电子动量谱的相关实验结果.并利用非相对论与标量相对论密度泛函方法计算出了二茂铁的重叠型和交错型两种不同构象的理论动量谱.两种构象的外价轨道一一对应,理论电子动量谱基本一样.对二茂铁的外价轨道,在低动量区观测到了强烈的扭曲波效应,这与这些轨道主要由铁原子的3d轨道构成有关.通过相对论和非相对论计算结果的比较,表明相对论效应对于二茂铁的外轨道动量分布几乎没有影响. 关键词： 二茂铁分子 电子动量谱 相对论效应 扭曲波效应     

环戊酮分子8a1轨道的电子动量谱学研究

首次获得了环戊酮分子8a1轨道的电子动量谱的实验结果，并且给出了价轨道的电离能谱信息．实验用非共面对称几何条件下的能量多道型电子动量谱仪完成，入射电子的能量为1200 eV和600 eV加结合能．Hatree-Fock方法和密度泛函理论计算得到的结果与实验结果作了比较，实验结果和理论计算符合较好．     

二氟甲烷分子3a1和2b2轨道的电子动量谱

借助电子动量谱学结合量子化学理论和其他方法可以给出轨道电子在整个空间的分布信息,由此给出电子运动的完备描述[1,2 ] .清华大学电子动量谱学实验室近几年已成功地对甲烷[3] 、异丁烷[4 ] 、环戊烷[5] 、二乙酰等[6 ] 分子的轨道电子动量分布进行了测量.我们利用第二代电子动量谱仪首次对CH2 F2 分子3a1和2b2 轨道的电子动量谱进行测量,并与理论计算结果作了比较.同时还计算了坐标空间和动量空间中电子在x - y平面的密度分布.电子动量谱学最基本的过程是(e ,2e)反应,即电子与靶粒子碰撞而发生的电离过程.而对于(e ,2e)反应,含有大量信…     

N2价轨道的精细电子动量谱学研究

在高分辨率(ΔE=0.8 eV,Δp≈0.1a.u.)高效率的第三代电子动量谱仪上获得了N2价轨道的电离能谱和动量谱.通过对伴线结构的电子动量谱学(EMS)研究,得到了不同伴线结构的电子动量谱,另一方面也得到了伴线结构的强度.由伴线的电子动量分布形状判断出其跃迁的主要来源,并由实验测量的伴线结构强度确定了谱因子(极强度)的大小,通过对谱因子实验值与理论计算结果的比较检验了各种理论模型的精确度.     

(e,2e)电子动量谱仪研制和若干原子分子的电子动量谱测量

研制成功了一台先进的多功能用途的（e，2e）电子动量谱仪．装置采用电子束和气体束交叉碰撞方式；使用微通道板一维位置灵敏电子探测器；成功地实现了多参数数据获取和离线分析技术．利用该谱仪分别测量了氦、氩原子和氢、甲烷分子的电离能谱和电子动量谱．该谱仪的能量分辨率为ΔE=1.8eV，动量分辨率为Δp～0.15au 关键词：     

丁酮分子内价轨道1a"的电子动量谱学研究

用高分辨率电子动量谱仪进行丁酮分子的结合能谱和内价轨道1a"电子动量谱的实验工作,以及用HartreeFock和密度泛函理论方法对1a"轨道电子动量谱的理论研究.得到了各价轨道的电离能值以及理论计算的总能、偶极矩和1a"轨道的二维密度图.并比较了内价轨道1a"的电子动量谱的实验和理论计算结果,实验结果与理论计算符合较好.     

用基于格林函数的ADC（3）方法研究电子动量谱

首次用基于格林函数ADC（3）方法研究电子动量谱，并利用该方法和新研制的高效率高精度电子动量谱仪研究了CH2F2的价轨道和伴线结构．     

Evolution of native point defects in ZnO bulk probed bypositron annihilation spectroscopy

This paper studies the evolution of native point defects with temperature in ZnO single crystals by positron lifetime and coincidence Doppler broadening (CDB) spectroscopy, combined with the calculated results of positron lifetime and electron momentum distribution. The calculated and experimental results of the positron lifetime in ZnO bulk ensure the presence of zinc monovacancy, and zinc monovacancy concentration begins to decrease above 600℃ annealing treatment. CDB is an effective method to distinguish the elemental species, here we combine this technique with calculated electron momentum distribution to determine the oxygen vacancies, which do not trap positrons due to their positive charge. The CDB spectra show that oxygen vacancies do not appear until 600℃ annealing treatment, and increase with the increase of annealing temperature. This study supports the idea that green luminescence has a close relation with oxygen vacancies.     

符合多普勒展宽谱的源修正研究

测量了Ti,Ni,Cu,Al以及Si的符合多普勒展宽谱。对于Ni的多普勒展宽谱,采用最小二乘法拟合得出其中的源强度。给出了源修正前后湮没量子在Si中的多普勒展宽谱,讨论了源成分的影响。用高斯-抛物线模型拟合多普勒展宽谱,将多普勒展宽谱中自由电子的湮没贡献和束缚电子的湮没贡献分开,进而探讨了只对束缚电子的湮没贡献做源修正的方法。In the present work, Coincidence Doppler Broadening （CDB） measurements have been performed for five elements i.e. Ti, Ni, Cu, Al and Si. As to the CDB spectra of Ni, we obtained the annihilation fraction of positron-electron pairs in the source by least square fitting. After source correction, spectra for Si are also given to indicate the influence of source components. CDB spectra were simulated with Gauss-Parabola model to separate annihilation contribution of core electrons from outermost electrons. Furthermore, a new source correction method, i.e. source correction will be done only in the contribution of core electron, has been presented     

MoO3/Al2O3催化剂中Mo分散的正电子研究

用浸渍法制备了一系列不同Mo含量的MoO₃/Al₂O₃催化剂.测量了这些样品的正电子湮没寿命谱(PALS)与符合多普勒展宽(CDB)谱,以研究其孔洞结构以及Mo分散.正电子寿命测量结果表明,Al₂O₃载体中存在两种不同尺寸的孔洞.掺入MoO₃之后,Mo原子主要进入Al₂O₃的大孔中,使孔洞体积减小.符合多普勒展宽谱结果表明,当MoO 关键词： 3/Al₂O₃催化剂')" href="#">MoO₃/Al₂O₃催化剂 正电子湮没寿命谱 符合多普勒展宽 Mo 分散     

Interactions between grain boundary and compositional domain boundary during spinodal decomposition in nanocrystalline alloys

Due to the large grain boundary (GB) volume fraction in nanocrystalline materials, interactions between GB and compositional domain boundary (CDB) play an important role in determining the nanoscale-modulated domain structures during spinodal decomposition. In the present paper, the phase field crystal model is employed to investigate the interactions between GB and CDB. Simulation results show that CDB coarsening can drive the GB migration and bring the impingement of particles with different orientations; the large volume fraction of GB can increase the dislocation volume fraction in CDBs but does not change its proportion in the whole defects number; the crossover point of the coarsening dynamic comes from the block effect of GB with large volume fraction.     

Atomic fraction around defects associated with nanoparticles in AlCuMg alloys

A positron annihilation spectroscopy analysis method to obtain a quantitative determination of the chemical composition around defects inside nanoparticles is presented here. This methodology is applied to AlCuMg alloys to study the rapid hardening phenomena associated with solute-vacancy aggregation. Coincidence Doppler Broadening (CDB) and lifetime spectroscopy measurements of reference samples of pure elements with and without defects were analyzed to give quantitative information of the average chemical environment around vacancies, i.e. the atomic fraction of the first neighbors of these defects, in the alloys studied. The accuracy and reproducibility of the methodology is confirmed not only by good fits to the experimental data but, in most cases, by the consistency between the mean lifetime values predicted, using the CDB estimation, and the mean lifetime values independently measured. Discrepancies in the methodology are expected when there is poor CDB contrast between elements, i.e. having similar electronic structure (for example, Al and Mg). The criterion for establishing the statistical accuracy of the separation of elements in these special cases is discussed. The methodology can be applied not only to study homogeneous materials as metallic alloys, but also to study the depth profile in thin films.     

Further indication of a low quartz structure at the SiO2/Si interface from coincidence Doppler broadening spectroscopy

Results from coincidence Doppler broadening (CDB) measurements on various Si samples and Brazilian quartz having low quartz structure are presented with the aim to give further strong indication of the existence of a low quartz structure, but not of Si divacancies as frequently considered, at the SiO₂/Si interface.     

AA 2037新型连铸铝合金热轧板退火的正电子湮没研究

应用正电子湮没等技术对AA 2037连铸铝合金热轧板不同温度退火下空位-溶质相互作用及沉淀相进行了研究， 研究表明：室温时效形成的主要是空位-铜复合体以及空位-镁-铜复合体；温度为200℃退火时由于过渡相的形成正电子平均寿命出现峰值，符合多普勒展宽谱的商谱中观察到锰信号的存在，表明形成了空位-镁-锰复合体或过渡相中可能存在锰；温度高于250℃时，随着过渡相变粗、溶解，锰信号消失，而铜信号增强，在350℃后铜信号达到饱和，温度为450℃左右时，稳定相形成. 关键词： 正电子湮没技术 空位-溶质复合体 沉淀 退火     

激光大气等离子体光谱特性实验研究

报道了对波长为1．06μm的脉冲激光在气体样品中产生的等离子体进行光谱研究的结果。气体样品为一个标准大气压的纯氮、纯氧和空气,光谱探测范围为300～900nm。结果表明,各种气体样品的激光等离子体光谱均表现为连续谱和线状谱的叠加,文中分别给出了连续谱和线状谱的基本特征,讨论了这些特征与等离子体物理特性的关系,并分析了纯氮、纯氧与空气激光等离子体光谱之间的异同。给出了激光等离子体光谱的时间演化和空间分布的基本特征,并初步讨论了与这些特征相关的等离子体物理特性。这些结果有助于加深对激光等离子体特性和机理,特别是对等离子体产生后的弛豫过程和复合机制的了解。     

油菜籽品种的红外光谱鉴别研究

用傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术结合光谱检索的方法对油菜品种进行鉴别研究。测试了15个油菜品种75份菜籽样品的红外光谱,利用光谱软件Omnic8.0建立了两个光谱数据库Lib01和Lib02,Lib01仅云南的9个品种的平均光谱组成,Lib02由全部15个品种的平均光谱组成。未知样品光谱分别与光谱数据库Lib01进行全谱范围的相关性检索和平方微分差检索,相关性检索的正确率达到77.8%,平方微分差检索的正确率达到82.2%。未知样品光谱分别与光谱数据库Lib02进行全谱范围和指定在1 700～950 cm-1光谱范围的平方微分差检索,全谱范围的检索正确率达到82.7%,指定光谱范围的检索正确率达到90.6%。研究结果表明,FTIR结合光谱检索的方法有望成为一种简便、易行的可以鉴别油菜籽品种的方法。     

傅里叶变换红外光谱用于胃镜样品的检测

应用傅里叶变换红外光谱(FTIR) 法对184例不同病理状态的胃镜下活检组织样品进行检测和分析,结果表明,慢性浅表性胃炎的基本谱图特征包括：较强的酰胺Ⅱ带;1 460 cm-1处的峰强高于1 400 cm-1处的峰强。典型的胃癌组织的谱图特征包括：较低的酰胺Ⅱ带;1 460 cm-1处的峰强低于1 400 cm-1处的峰强;1 300 cm-1的峰强明显增加。慢性萎缩性胃炎呈现出部分胃癌的光谱特征。这一结果表明,应用FTIR可以对胃镜下活检的小块组织进行鉴别诊断。