原子设计材料科学与技术(Ⅰ)

科学实验技术的发展，使得人们有可能在原子尺度上人工合成材料，例如，原子团簇、团簇材料、线性链、多层异质结构、超薄膜等．这些材料的特征是维数低，对称性减小，几何特征显著．文章强调原子工程作为这些领域的交接点，重点讨论了原子设计材料的合成、表征和应用．考察了有限尺度和减少维数对这些材料的电磁、光和化学性质的影响和作用．从物理学、化学、材料科学和化学工程等多学科的角度研究了这一新出现领域的现状和未来     

准自由硅团簇的表面模

介绍介绍用惰性气体冷凝法制得Ｓｉ团簇并首次奖其嵌入多孔硅的孔隙中，经与孔壁多次掠角散射形成准自由团簇。激光拉曼谱测量表示，除了多孔硅的散射峰外，存在一些新的低频散射峰；分别在２７（２９），３７和１９５ｃｍ＾－１处。理论计算表明，它们来源于Ｓｉ团簇表面模ＳＡ（球面模或扭转模）或表面模与ＴＡ（Ｌ）模的组合，这些低频拉曼峰在多孔硅、硅团簇材料、单晶硅和非晶硅中均未见过。     

原子尺度金属纳米线的结构和性质

当物质尺度减少到几层原子时，形成超细的纳米结、纳米线、或者纳米团簇，原有凝聚态物质的结构和物理性质将不再保持，而呈现出许多令人惊奇的奇异特性。本文重点讨论直径大约3nm以下，具有足够长度的、原子结构往往不同于体材料的准一维金属纳米结构，我们称之为原子尺度金属纳米线或超细金属纳米线（也称为金属原子线）。近年来实验上已经制备和表征出在超高真空中悬挂在两个顶针尖端的Au、Pt、Cu等金属纳米线和纳米管，金属线直径达到1nm以下而长度为6nm以上。通过高分辩电子显微镜观察，它们是同轴圆管（或壳）组成的、类似纳米碳管的单壳或多壳结构，管由绕着线轴的螺旋原子绳构成。理论工作围绕这种新奇结构形态的形成机制、奇异的物理性质和可能的应用前景而同时展开。这是一个崭新的纳米世界，无论是对基础的低维物理还是未来分子电子设备的应用，都将产生深远的影响，有许多奇妙的现象正等待人们去发现。本文将对最近几年原子尺度金属纳米线研究工作的主要进展和发展趋势作一个概述，并重点介绍本组有关的具有螺旋结构的纳米线的各类新奇结构和物理性质。     

递归方法和团簇磁性的计算

介绍了如何应用递归方法将哈密顿矩阵三对角化,从而求得局域态密度 ,并以计算铑团簇的磁矩为例,说明了递归方法在研究团簇的电子结构方面的应用。     

沟道辐射

最近,人们发现,带电轻粒子在晶体沟道中运动发射与相干韧致辐射既有联系又有本质区别的新的辐射—沟道辐射。这种强度大、单色性好、高度定向且极化的辐射具有重要的理论和实验研究价值。本文讨论了沟道辐射的主要特征、实验进展状况、结果和装置及其可能的应用。并与其他有关辐射现象作了比较。     

应用119mSn穆斯堡尔谱研究铂-锡体系催化剂

应用119mSn穆斯堡尔谱考察了Pt-Sn-Al_2O_3体系脱氢催化剂。通过穆斯堡尔参数分析,获得了催化剂制备各步骤锡物类的信息,表明Pt-Sn-Al_2O_3催化剂中有四价、二价和零价锡等多种物类,它们的相对量随铂锡比及制备条件而变化;载体γ-Al_2O_3也对锡的价态有影响。实验还表明在氢气氛下锡的还原作用是通过铂而实现的,催化剂中铂锡合金的出现,支持这样的设想:由络合法制备的Pt-Sn-Al_2O_3催化剂中铂、锡间有着一定的构型,因而具有强烈的相互作用。     

混合团簇Cu13-nAgn(n≤13)基态结构的遗传算法研究

在混合团簇基态结构优化的遗传算法方案中增加了交换算子,结合Gupta紧束缚模型势研究了Cu13-nAgn团簇的最低能量结构,选择合适的交换和杂交概率,可有效地提高优化效率,优化结果表明,Cu13和Ag13是全对称的二十面体,n=1～10的混合团簇能形成稳定结构,其构型是在二十面体基础上发生畸变,Cu原子趋于处在团簇中心,随着Ag原子数目的增加,原子间的平均距离单调增加,团簇的结合能单调减小,Cu2Ag11和CuAg12只存在亚稳结构.     

原子设计材料科学与技术（I）

科学实验技术的发展，使得人们有可能在原子尺度上人工合成材料，例如，原子团簇，团簇材料，线性链、多层异质结构，超薄膜等，这些材料的特征是维数低，对称性减小，几何特征显著，文章强调原子工程作为这些领域的交接点，重点讨论了原子设计材料的合成，表征和应用，考察了有限尺度和减少维数对这些材料的电磁、光和化学性质的影响和作用，从物理学，化学、材料科学和化学工程等多学科的角度研究了这一新出现领域的现状和未来。     

锡催化剂助生长法制备孪晶ZnO纳米线及其结构表征

用SnO和Zn的均匀混合物在高温下共烧通过VLS机制制备出孪晶ZnO纳米线的均匀结构。SEM图像显示孪晶ZnO纳米线的直径在100~200nm之间,长度在几十微米到几百微米之间的范围内,有的甚至达到了毫米级,产率也非常的高。TEM图像中ZnO孪晶纳米线顶端的金属Sn颗粒表明了孪晶结构的Sn催化生长。高分辨电子图谱显示了氧化锌纳米线孪晶结构的特征。电子衍射分析发现孪晶氧化锌的晶带轴的方向是[0110],孪晶面为(1013),并且通过明场像和暗场像分析了孪晶纳米线的晶格关系,确定了孪晶纳米线的汽-液-固(VLS)生长机制。     

团簇物理的新进展（Ⅱ）：关于原子团簇和原子核的相似点和不同点

本文重点讨论原子团簇和原子核两费米子体系之间的相似之处，如饱和性、壳结构、集体振荡、Ｊａｈｎ－Ｔｅｌｌｅｒ效应，裂变和聚合反应等，以及由两者凝聚力的本质差别所造成的不同点。