Structural and spectroscopic properties of small Pun （n= 2-5） molecules

The equilibrium structures and the electronic, spectroscopic and thermodynamic properties of small Pu_n (n=2-5) molecules are systematically investigated using the methods of general gradient approximation (GGA) of density functional theory (DFT). The results show that the bond length of the lowest-energy structure of Pu₂ is 2.578 AA. The ground state structure of Pu₃ is a triangle with D_3h symmetry, whereas for Pu₄, the ground state structure is a square (D_4h) and the spin polarization of 16 for molecule Pu₅ with square geometry (D_4h) is the most stable structure. For the ground state structures, the vibrational spectra as well as thermodynamic parameters are worked out. In addition, the values for the highest occupied molecular orbital (HOMO) and the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) along with the energy gap of all the Pu_2-5 structures are presented. The relevant structural and chemical stabilities are predicted.     

NaAlH4 表面Ti催化空间构型和X射线吸收光谱: Car-Parrinello分子动力学和密度泛函理论研究

通过采用Car-Parrinello分子动力学方法对掺杂Ti前后的NaAlH₄(001)2×2×1超晶胞表面晶体在333 K(60 ℃)温度条件催化脱氢的空间构型做了理论研究,发现掺杂Ti的合金中AlH₄团的其中两个Al—H键长分别从约1.64 (1 =0.1 nm)增大至1.74和1.93 ,而未掺杂合金表面中AlH₄团的4个Al—H键长基本不变,这意味着掺杂Ti相对未掺杂的合金更易于放氢.但在模拟温度条件下并未发现Ti-Al成键趋     

Pu-H2体系从头算分子动力学的研究

本文应用Gaussian09程序,通过密度泛函理论的相关方法,对钚-氢气体系进行了计算和分析。计算得到了钚与氢气的沿势能剖面的各个特殊点的几何结构。通过约化密度梯度分析方法分析了反应路径中的所有特殊结构的化学键的性质。通过从头算分子动力学的计算,由直接经典轨迹的计算结果得到了反应体系的几何结构、能量随时间的变化,并分析得到体系的大部分能量转化为反应产物的振动能。     

基于CARS技术的超燃冲压发动机点火过程温度测量

相干anti-Stokes Raman散射（coherent anti-Stokes Raman scattering，CARS）技术作为一种非接触测量手段，已广泛应用于多种发动机模型燃烧室温度测量及地面试验.然而，目前的工作主要集中在稳态燃烧场温度的测量，缺乏用高分辨率的单脉冲来测量瞬变的燃烧火焰温度及组分浓度的研究.基于CARS理论，结合多参数拟合算法，开发了基于MATLAB的CARS光谱计算和拟合程序CARSCF；利用McKenna平面火焰炉在不同工况下进行了温度测量，并与DLR测量结果进行对比，结果显示开发的CARSCF具有较高的测量重复性和准确性；最后将CARS技术应用于测量超燃冲压发动机点火过程中的温度测量，获取了点火过程中的温度.结果显示，在来流Mach数为3的条件下，H₂/air点火过程中温度呈现急剧上升然后缓慢下降，而CARS信号则呈现急剧上升然后急剧下降随后又缓慢上升的趋势，并且在点火过程中最高温度为1 511 K.      

VOx(x=1-5)团簇结构与稳定性的DFT研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法在相对论有效实势（RECP）(O/6-311++g(d,p), V/lanl2dz)水平上对气态VOx(x=1-5)分子的几何构型, 振动频率, 电子亲和势和能级分布进行了理论研究. 通过对基态结构的几何参数分析发现, 它们的基态结构趋于立体结构. 其基态结构为: VO (4Σ), VO2 (2A1), VO3 (2A), VO4 (2A2), VO5 (4B2) . 对基态结构的垂直电离能, 电子性质和能级分布研究分析表明: 该系列分子最稳定的是VO4, 最不稳定的是VO. 该系列分子基态的平均VO键键长随氧原子数的增加而增长.     

Elastic,vibrational, and thermodynamic properties of Sr_(10)(PO_4)_6F_2 and Ca_(10)(PO_4)_6F_2 from first principles

The electronic, elastic, vibrational, and thermodynamic properties of Sr_(10)(PO_4)_6F_2(Sr-FAP) and Ca_(10)(PO_4)_6F_2(CaFAP) are systematically investigated by the first-principles calculations. The calculated electronic band structure indicates that the Sr-FAP and Ca-FAP are insulator materials with the indirect band gap of 5.273 eV and 5.592 eV, respectively. The elastic constants are obtained by the "stress–strain" method, and elastic modulus are further evaluated and discussed. The vibrational properties, including the phonon dispersion curves, the phonon density of states, the Born effective charge, and associated longitudinal optical and transverse optical(LO–TO) splitting of optical modes, as well as the phonon frequencies at zone-center are obtained within the linear-response approach. Substitution of Ca by Sr causes phonon frequencies to shift to lower values as expected due to the mass effect. Additionally, some phonon-related thermodynamic properties, such as Helmholtz free energy F, internal energy E, entropy S, and specific heat C_V of Sr-FAP and Ca-FAP are predicted with the harmonic approximation. The present calculated results of two apatites are consistent with the reported experimental and theoretical results.     

Y(Fe,M)12化合物的电子结构与磁性(M=Nb,Si)

采用新近发展的全势能线性缀加平面波((L)APW) 局域轨道(lo)和广义梯度近似(GGA)密度泛函方法计算了Y(Fe,M)12化合物(M=Nb,Si)的电子结构,得到了相应的总态密度和局域态密度,并分析了替代原子与替代晶位不同引起态密度的变化。根据计算结果预测的居里温度变化与实验结果基本一致。     

Li-Y-H三元氢化物的结构和稳定性研究

本文基于粒子群优化算法的结构预测方法结合第一性原理计算,研究了LiYH₄,Li₂YH₅和Li₃YH₆在0—300 GPa压力范围内的晶体结构、电子结构、热力学和动力学稳定性.研究结果表明LiYH₄-P4/nmm,Li₂YH₅-I4/mmm和Li₃YH₆-P4/nmm结构可分别在169—221 GPa,141—300 GPa和166—300 GPa压力范围内由LiH和YH₃按一定配比加压合成.富氢化合物的超导电性研究成为近年来高温超导体研究领域的热点,该研究结果有希望为Li-Y-H三元体系氢化物的超导电性研究及实验合成提供数据支撑.     

Ne同位素替代下Ne-HF碰撞截面的理论计算

采用Huxley势函数拟合QCISD(T)/ aug-cc-pVTZ计算的相互作用势能面,通过精确度较高的密耦近似方法计算了E=100 meV时,氖原子的三种同位素 ¹⁶Ne, ²⁰Ne, ³⁴Ne与HF分子碰撞系统的微分截面和分波截面.探讨了Ne的同位素替代引起的Ne-HF碰撞激发 截面的变化规律.     

Cr~(4 )∶YAG能级结构的全量子力学计算

采用基于分子轨道理论CIS(ConfigurationInteractionofSinglySubstitution)的全量子力学方法计算了掺杂Ca和Cr离子的YAG晶体中 [CrO4 ]4 -团簇离子的能级结构。结果给出了Cr4 团簇 2 0个谱项能级随Cr -O键距的变化 ,对比表明在间距为 173pm时 ,能级结构在可见光及近红外范围的主要光谱特征与实验结果符合得较好