尘埃粒子电势对等离子体电导率的影响

本文通过提出电势影响因子的概念描述了尘埃粒子与背景等离子体之间的电势差对等离子体电导率的影响. 电势影响因子与尘埃粒子的电荷数、数密度、半径以及背景等离子体电子数密度成正比, 而与背景等离子体电子温度成反比. 在考虑尘埃粒子电势影响下, 推导和完善了尘埃等离子体的复电导率模型. 选取火箭喷焰为典型实例, 分析比较了微波和近红外波段范围内, 考虑和不考虑电势差影响两种情况下的复电导率. 结果表明, 在给定的尘埃等离子体参数条件下, 随着入射电磁波频率的增大, 电势差对复电导率的影响在减小, 当入射频率增加至给定的近红外区域时, 电势差对复电导率虚部的影响可以忽略.     

掺杂BaHfO3电子结构与力学性能的第一性原理研究

在广义梯度近似（GGA）下,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了掺杂对BaHfO3的电子结构与力学性能的影响．电子结构计算表明：优化的BaHfO3晶格常数与实验值吻合较好,BaHfO3为一种间接带隙的绝缘体材料．掺杂Sr和Ti后该材料仍为间接带隙材料,Ba0.5Sr0.5HfO3的带隙增大,绝缘体特征增强,而BaHf0.5Ti0.5O3的带隙显著减小,呈现出半导体材料的特征．由态密度分析可知,掺杂后带隙的变化主要是由于导带底的移动造成的．力学性能分析表明：与BaHfO3相比,Ba0.5Sr0.5HfO3的剪切模量和杨氏模量均明显减小,材料硬度减弱;BaHf0.5Ti0.5O3的剪切模量及杨氏模量均明显增大,材料硬度增强．电子密度分布分析揭示了掺杂改变体系价电子浓度的分布情况,使BaHfO3的价健特性发生了变化,这是材料硬度改变的内在原因．可见,掺杂能够有效地调控体系的硬度,该研究结果为掺杂BaHfO3力电材料的设计与应用提供了理论依据．     

A_aD_d型氢键流体的统计理论(V):球形微腔中的相平衡

利用密度泛函理论并结合改进的基本度量理论研究了球形微腔中AaDd型氢键流体的相态结构.首先,根据氢键流体在球腔中的吸附-脱附等温线以及相应的巨势等温线获得不同条件下氢键流体的相图.在此基础上,重点讨论了氢键作用、球腔尺寸以及腔壁与流体之间的相互作用等因素对氢键流体相平衡特征的影响.结果表明,流体层化转变和毛细凝聚的临界温度、临界密度和临界相区域等相态特征与这些因素密切相关.研究结果可为进一步揭示几何约束下氢键流体的相平衡及聚集态结构提供可能的理论线索.     

偶极Janus粒子的相态结构调控及应用

基于热力学微扰理论研究了偶极Janus粒子的聚集态结构及相态特征, 考察了粒子间的缔合作用、 偶极作用及外电场对体系相态结构的调控机制. 结果表明, 在偶极Janus粒子的聚集过程中, 粒子间的链型结构与支化结构之间存在竞争, 致使其平衡相行为显著有别于常规流体的相行为. 作为应用, 计算了偶极Janus粒子体系的介电常数, 得到其类气相及类液相的介电常数与缔合作用、 偶极作用及外电场的依赖关系.     

分批投料模式下加核自缩合乙烯基体系的Monte Carlo模拟

通过Monte Carlo 模拟方法对加核自缩合乙烯基体系在分批投料模式下的聚合行为进行研究, 考察了引发核的加入时间及分批投料方式对超支化高分子的重均分子量及多分散指数的影响. 研究结果表明, 不同的分批投料方式对超支化高分子的重均分子量和多分散性具有显著的调控作用. 通过调整投料方式、 投料次数、 引发核官能度和转化率等因素, 可以得到分子量较高且多分散性较好的超支化高分子.     

第一性原理研究[111]晶向硅纳米线电子结构,光学性质与压阻特性的应变效应

基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(GGA),利用第一性原理方法计算研究了单轴应变对[111]晶向硅纳米线的电子结构、光学性质以及压阻性质的影响.能带结构和光学性质的结果表明:压应变导致硅纳米线的带隙明显线性减小,且使其由直隙半导体转变为间隙半导体,而施加拉应变后硅纳米线仍为直隙半导体材料,但是带隙略有减小,且价带顶附近的能带线产生了较为复杂的变化.由于能带的应变效应导致其光学性质也相应发生了较大改变:拉应变使硅纳米线的介电峰出现宽化现象,低能区内的光吸收增强,静态折射率和反射率峰值增大,而压应变的效果则相反.结合能带结构与压阻系数计算模型得到的压阻特性结果表明:随着压应变的增加压阻系数单调减小,这主要归因于空穴浓度随压应变显著变化引起的;而拉应变作用时,压阻系数呈现波动趋势,这主要是由于空穴有效传输质量的增加程度和载流子浓度的增加程度不同而相互竞争导致的.上述计算结果表明,设计基于硅纳米线的光电和力电器件时,需考虑其应变效应.     

相对湿度对大气气溶胶消光系数的影响

消光系数是气溶胶颗粒物光学性质的关键参数之一。基于Mie散射理论和气溶胶颗粒粒径及折射率的湿度增长模型,本文详细研究了气溶胶吸湿性对其消光系数的影响。计算结果表明:当入射光波长为808nm、相对湿度在60%~95%之间增加时,因颗粒粒径的增长及折射率的减小,导致颗粒物消光系数曲线右移且其波动性更加明显;而对于同一球形颗粒,小粒径颗粒的消光系数随相对湿度的增加呈指数规律增大,较大粒径颗粒的则表现为波动减小趋势。此外,在不同入射光条件下,小颗粒消光系数与相对湿度之间的关系保持不变。本文的计算结果对气溶胶光学性质与大气环境质量的研究具有一定的参考价值。     

两嵌段共聚高分子链通过薄膜上纳米孑孔隙输运的研究

针对两嵌段高分子链的跨膜输运过程,分别给出与不同输运次序相对戍的高分子链的自由能,进而通过求解Fokker-Planck方程并在不同条件下对平均首次通过时间进行了数值计算.计算结果表明,当共聚高分子链由良溶剂区向不良溶剂区输运时,不能发生线团一链滴转变的链首先输运总是有利于整个高分子链的输运.而在给定输运次序的情况下,化学势、线团一链滴转变、共聚链的组成以及输运速率等因素对输运时间可产生显著影响.相关研究结果可为调控实际生物高分子链的输运时间提供可能的理论线索.     

A_a型Patchy胶体粒子的相态结构

根据热力学微扰理论研究了Aa型Patchy胶体的相态结构,考察了Patch之间的缔合强度及Patch数目对体系相态结构的调控机制.利用相平衡原理给出了Patchy胶体的流体、玻璃态固体和面心立方晶体之间转变及溶胶-凝胶转变的相图,讨论了玻璃态和晶态固相的成核机制、临界现象和相变问题.研究结果表明,Patchy胶体粒子之间的缔合作用和Patch数目可以显著地调控体系的三相点、临界温度和临界密度等特征.在高温条件下,Patchy胶体以一次成核方式结晶;而在低温条件下则以两步成核方式逐步成核结晶,中间经过非晶态的玻璃态固相作为过渡.说明Patchy粒子之间的缔合作用对其相态结构具有决定性影响,因而成为调控体系聚集态结构的重要因素.     

Influences of surface effects and large deformation on the resonant properties of ultrathin silicon nanocantilevers

The purpose of the present work is to quantify the influences of the discrete nature,the surface effects,and the large deformation on the bending resonant properties of long and ultrathin 100 silicon nanocantilevers.We accomplish this by using an analytical semi-continuum Keating model within the framework of nonlinear,finite deformation kinematics.The semi-continuum model shows that the elastic behaviors of the silicon nanocantilevers are size-dependent and surfacedependent,which agrees well with the molecular dynamics results.It also indicates that the dominant effect on the fundamental resonant frequency shift of the silicon nanocantilever is adsorption-induced surface stress,followed by the discrete nature and surface reconstruction,whereas surface relaxation has the least effect.In particular,it is found that a large deformation tends to increase the nonlinear fundamental frequency of the silicon nanocantilever,depending not only on its size but also on the surface effects.Finally,the resonant frequency shifts due to the adsorption-induced surface stress predicted by the current model are quantitatively compared with those obtained from the experimental measurement and the other existing approach.It is noticed that the length-to-thickness ratio is the key parameter that correlates the deviations in the resonant frequencies predicted from the current model and the empirical formula.