氢氘物态方程研究进展

针对近二十多年的氢氘物态方程理论研究工作进行了综述分析,结合本课题组改进的自由能模型、直接量子蒙特卡洛和量子分子动力学方法的模拟结果,对多个研究小组采用不同方法获得的氢氘宽区物态方程数据进行了定量评估分析。结果表明:在当前理论框架下,仅基于第一原理数值模拟得到的氢氘物态方程能够描述的热力学相空间有限;多模型集成的H-REOS.3数据库在105K以下温度与数值模拟结果的相对差别较大,且数据稀少,二者均不能满足工程应用需求。建议采用基于半经验模型的宽区域物态方程研究方法,即结合高精度的实验研究、数值模拟和解析模型,构建满足工程应用需求的氢氘宽区实用物态方程。     

Theoretical Study on Equation of State of Porous Mo and Sn

We present a first-principles scheme to investigate the equation of state （EOS） of porous materials, based on our recently developed modified mean-field potential approach. By taking the effect of the structural parameters on the free energy into account, we calculate the total energy of materials with initial different densities and then study the EOS of porous Mo and Sn as a prototype. The calculated results are in good agreement with the experimental data available, which demonstrates that our scheme is suitable for investigating EOS of porous materials over a wide r~nge of porosities and pressures.     

原子氢在Be(1010)薄膜上吸附的第一性原理计算

对原子氢在Be(1010)薄膜表面的吸附性质做了第一性原理计算研究.根据原子面间距的不同，可把Be(1010)表面分为两种.计算结果表明，原子氢在这两种表面上的吸附性质显著不同.为阐明和分析这些不同，系统计算和分析了Be(1010)薄膜的表面电子结构、电子功函数、平均静电势和局域电荷密度.这些物理量都自洽地表明，吸附过程中原子氢和表面铍原子间的电荷转移过程对于两种表面是完全不同的.对于L型表面来说，电荷由吸附原子氢向表面Be原子层转移，而对于S型表面而言，电荷转移过程恰恰相反. 关键词： 表面能 功函数 量子尺度效应     

SC32，SC64多群核参数的研制与检验

为适应中子物理基准实验的细致计算分析，研制了中子光子耦合计算用SC32、SC64两套多群核参数，中子能量上限为14．5MeV，低能端延伸到热能区25keV。配套的光子参数采用20群结构。核素种类涉及总体计算程序用到的五六十种，见表l。     

Intrinsic Hall effect and separation of Rashba and Dresselhaus spin splittings in semiconductor quantum wells

We have proposed a method to separate Rashba and Dresselhaus spin splittings in semiconductor quantum wells by using the intrinsic Hall effect. It is shown that the interference between Rashba and Dresselhaus terms can deflect the electrons in opposite transverse directions with a change of sign in the macroscopic Hall current, thus providing an alternative way to determine the different contributions to the spin--orbit coupling.     

氢及氘的宽区物态方程研究进展

氢是自然界最丰富的元素,是天体物理和惯性约束聚变（ICF）研究的重要对象。简要综述了国内外氢及氘宽区物态方程研究进展,特别评述了OMEGA激光装置上的最新冲击压缩 实验和理论模型的对比分析情况。在以往数据分析评估基础上,利用改进的化学自由能模型、第一原理数值模拟结果及多参数物态方程模型,构建了氢的宽区物态方程,适用温度、密度范围分别为20～108 K,10?7～2000 g/cm3。与已有多类实验如冲击压缩实验、静高压等温线实验、声速等实验结果对比表明,新构建的氢宽区物态方程具有较高的置信度,为天体物理、惯性约束聚变、国际热核实验堆等工程物理设计提供高精度的支撑数据。氢宽区物态方程的构建及验证方法亦可适用于其同位素氘,该方法构建的氘宽区物态方程与2019年最新发表的主雨贡纽、二次冲击雨贡纽数据的吻合程度明显优于当前国外模型。指出了未来研究需要关注的状态区域。     

原子氢在Be(100)薄膜上吸附的第一性原理计算

对原子氢在Be(1010)薄膜表面的吸附性质做了第一性原理计算研究.根据原子面间距的不同,可把Be(1010)表面分为两种.计算结果表明,原子氢在这两种表面上的吸附性质显著不同.为阐明和分析这些不同,系统计算和分析了Be(1010)薄膜的表面电子结构、电子功函数、平均静电势和局域电荷密度.这些物理量都自洽地表明,吸附过程中原子氢和表面铍原子间的电荷转移过程对于两种表面是完全不同的.对于L型表面来说,电荷由吸附原子氢向表面Be原子层转移,而对于S型表面而言,电荷转移过程恰恰相反.     

Quantum control of two interacting electrons in a coupled quantum dot

Quantum-state engineering, i.e. active manipulation over the coherent dynamics of suitable quantum-mechanical systems, has become a fascinating prospect of modern physics. Here we discuss the dynamics of two interacting electrons in a coupled quantum dot driven by an external electric field. The results show that the two quantum dots can be used to prepare a maximally entangled Bell state by changing the strength and duration of an oscillatory electric field. Different from the suggestion made by Loss \textit et al (1998 Phys. Rev. A 57 120, the present entanglement involves the spatial degree of freedom for the two electrons. We also find that the coherent tunnelling suppression discussed by Grossmann \textit et al (1991 Phys. Rev. Lett. 67 516 persists in the two-particle case: i.e. two electrons initially localized in one dot can remain dynamically localized, although the strong Coulomb repulsion prevents them from behaving so. Surprisingly, the interaction enhances the degree of localization to a large extent compared with that in the non-interacting case. This phenomenon is referred to as the Coulomb-enhanced dynamical localization.     

氢状态方程的路径积分蒙特卡罗研究

采用直接路径积分蒙特卡罗（DPIMC）方法计算氢在温稠密区的状态方程参数.在大部分区域压强与RPIMC的偏差在10%以内，温度较低时，有部分偏差超过20%.指出了RPIMC两个压强数据点的错误.在离解和电离区，DPIMC压强位于TF和TFC模型之间，在离解区与RPIMC的偏差达到15%，在电离区两者一致.在低密度区，DPIMC的内能与RPIMC的内能接近，小于QMD和IG模型，在高密度区，DPIMC的压强位于TFC和IG模型之间，内能则略小于IG模型.     

用LDA＋U方法研究CeO2的电子结构和晶格动力学性质

稀土金属铈的氧化物CeO2在工业中有着广泛的应用。目前普遍使用铂铑钯等贵金属三元催化剂来净化汽车尾气。为提高催化剂性能并减少贵金属用量，工业中用稀土（主要是氧化铈和氧化镧）作为添加剂。此外氧化铈在光催化剂以及抗菌陶瓷和富氧离子环保涂料方面有广泛应用。其中，如何处理Ce的4f未填满电子壳层对正确计算CeO2物理化学性质的影响是一个关键的理论问题。目前LDA＋U密度泛函方法可以有效解决Ce的4f电子强关联效应，即引入Hubbarb形式的库仑相互作用，使得能量泛函Etot（n，n^^）写成：