惰性气体原子间远程吸引势的padé近似计算法

原子与分子间相互作用势能可分为二部分,一部分可表达为近程排斥势,另一部分则表达为远程吸引势,对这两种势能的表达方式和计算方法已有很多。此文主要对原子间远程吸引势采用ｐａｄé近似处理法,从动态极化率来计算范德瓦尔斯系数,并进而计算吸引势,为惰性气体原子间远程势的计算提供一个有效的计算方法。     

用修正的TT势模型计算He-He原子间近程相互作用势

本文从原子间相互作用的物理本质出发,用修正的Tang-Toennies（TT）势模型计算了He-He原子间相互作用的van der Waals势．结果显示修正后的势模型在平衡间距附近及远程部分仍然给出了势能曲线的准确结果,在近程部分则较之TT势给出了与实验符合得更好的结果．     

计及原子畸变效应后惰性气体原子间相互作用势的计算

用Drude模型和Born-Mayer势系统地研究了原子畸变效应对原子间相互作用的贡献。用Born-Mayer势描述了原子间由于相互重迭而引起的畸变效应,克服了GK-Drude方法的这一缺陷,提出了确定Born-Mayer势参数简单实用的方法。计算结果表明:Born Mayer势能相当准确地反映原子间由于相互重迭而引起的畸变效应;原子畸变效应对原子间的相互作用有重要的贡献。我们求得的惰性气体原子间的相互作用势,不仅改进了用GK-Drude方法求得的结果,而且与实验值符合得很好。     

碱土金属原子与Ne原子间相互作用势的理论计算

本文基于无任何可调参数的势模型计算了碱土金属原子(Be、Mg、Ca、Sr、Ba)与Ne原子间相互作用势,得到的势能曲线及势阱位置和深度与现有的从头计算结果符合较好.本文的计算结果进一步验证了碱土金属原子与稀有气体原子间交换能主要来自碱土金属原子最外层s电子与稀有气体原子最外层p电子之间的交换作用.     

金属Nb的Finnis-Sinclair势开发及势函数形式对材料性能的影响

对于计算材料科学的研究者来说,经常由于找不到合适的原子间势而工作受阻.本文将在Finnis-Sinclair势的框架下,通过开发金属Nb的Finnis-Sinclair势而给出较详细的原子间势拟合、检验、修正的过程.首先建立原子间势与材料宏观性能之间的关系,然后通过再现金属Nb的结合能、体模量、表面能、空位形成能及平衡点阵常数的实验数据的方法拟合金属Nb的Finnis-Sinclair势.利用所构建的原子间势计算金属Nb的弹性常数、剪切模量及柯西压力来检验势函数.讨论势函数曲线形状对间隙形成能的影响,进而根据间隙能的计算数据修正已构建的原子间势.讨论截断距离的处理方法.本文的结果一方面为构建原子间势函数库提供资料,为构建与Nb相关的合金原子间势奠定基础;另一方面,为开发和改善原子间势质量提供方法和依据.     

相同稀有气体原子间近程排斥势的新探索

对相同稀有气体原子间电荷密度的重叠积分进行了计算。计算结果表明该重叠积分可以用来表示稀有气体原子间的排斥势。这为进一步更准确地探索原子间排斥势提供了一种开拓性的方法。     

锂原子与部分惰性气体原子间相互作用势的计算

基于碱金属原子与惰性气体原子间相互作用的交换势主要来自碱金属原子的最外层S电子与惰性气体原子的最外层S电子之间 ,将面积分方法 (thesurfaceintegralmethod)推广 ,计算了Li原子与Ne、Ar、Kr和Xe原子间相互作用的vanderWaals势能曲线。其势阱的位置和深度与实验结果和其它理论计算结果符合得相当好     

采用从头计算方法研究液态氦原子间等效对势

 提出了一种具有体心立方排列的原子团簇He₉模型,用于模拟液氦中邻近原子的近程平均分布特征,并运用量子从头计算方法和原子团簇理论计算技术,首次从理论上计算了液态氦原子间等效作用对势。计算给出的等效对势能较好地再现液氦的等温压缩线及冲击压缩线,所提出的液体等效结构的原子团簇模型能比较合理地描述液氦近程结构特征以及原子间多体相互作用规律。还将理论对势函数与经验Exp-6势进行了比较。     

由热学性质获取氩晶体原子间各阶力常数

本文基于晶格动力学和量子力学微扰理论推导了氩晶体的热膨胀系数和比热与原子间相互作用的各阶力常数之间的关系公式,在此基础上根据热膨胀系数和比热的数据计算了氩晶体内的原子间相互作用的各阶力常数,并根据这些力常数绘制了原子间相互作用势能曲线,经比对发现该势能曲线与Morse势能曲线能较好吻合,这表明,本文提出的从热膨胀系数和比热获取各阶力常数的方法是正确的。     

由热学性质获取氩晶体原子间各阶力常数

本文基于晶格动力学和量子力学微扰理论推导了氩晶体的热膨胀系数和比热与原子间相互作用的各阶力常数之间的关系公式,在此基础上根据热膨胀系数和比热的数据计算了氩晶体内的原子间相互作用的各阶力常数,并根据这些力常数绘制了原子间相互作用势能曲线,经比对发现该势能曲线与Morse势能曲线能较好吻合,这表明,本文提出的从热膨胀系数和比热获取各阶力常数的方法是正确的。     

四体相互作用对固氦压缩特性的贡献

运用从头计算自洽场方法和原子团簇理论计算了高压下固氦原子间的四体势分量.计算结果表明四体分量对结合能的贡献为正；随着压缩度增大四体势的贡献比例变大.采用两体、三体、四体势和Aziz吸引势计算固氦零温状态方程并与实验测量相比较，结果表明两体势对固氦的压缩性贡献了过多的正效应，加入三体分量的修正，仅在低于10GPa时理论值与实验值相符很好，但考虑了四体势修正后能将理论值与实验值符合程度提高到 27GPa. 关键词： 状态方程 固氦 四体势 从头计算     

惰性气体输运系数的物理力学计算

根据用我们提出的方法求出的惰性气体原子间的相互作用势,计算了惰性气体的粘滞系数和热传导系数,其结果与实验值符合得很好,相对误差都在3%以下。证实了我们提出的计算原子间相互作用势的方法的准确性。     

热传导中的变分原理

采用力学中建立最小势能原理和最小余能原理的加权余量法,分别得到了热传导中势能型与余能型的变分原理。通过对势能型变分原理的分析发现,对于可逆的导热过程,“力”(热流)在“位移”(温度)上做的“功”完全转换为物体的“势能”,即热量传递势容。而在不可逆的稳态导热过程中,这个势能完全被耗散掉了,成为传递势容耗散。对于非稳态导热过程,则类似于粘弹性物体,热流在温度位移上做的“功”一部分转换为物体的传递势容,而另外一部分成为传递势容的耗散。     

热导率的平衡分子动力学模拟中的热流计算

在热导率的平衡分子动力学模拟中,针对Lennard-Joness势、Stillinger-Weber势和Tersoff势三种势能模型,给出一个形式简洁的统一热流计算式.通过与文献中的式子进行对比,发现提出的热流计算式与文献中的一些计算式是等价的,而有些式子存在错误.此外,针对热流计算中的势能分配问题,分析均分法和独享法两种势能分配方法对计算结果的影响.结果表明:两体势的分配最大可导致计算的热导率10%的变化,而三体势的分配方式对热导率计算结果的影响可以忽略.独享法得到的热流自相关函数波动大、收敛慢、数值噪声较大,导致热导率计算结果精度的降低,而均分法不存在这些问题.     

硅纳米晶体薄膜热膨胀性质的分子动力学研究

基于Stillinger-Weber势对硅纳米晶体薄膜的热膨胀性质进行了分子动力学模拟.研究表明,硅纳米晶体薄膜表面层原子的二聚现象引起薄膜收缩,而原子之间的非和谐势能引起薄膜膨胀;在约400K以下的低温段,由于硅纳米晶体薄膜表面层原子发生二聚的原子数目随温度的升高而明显增多,而原子间非和谐势能很小,故此时二聚主导热膨胀性质,热膨胀系数为负;在高温段(约400K以上),由于发生二聚的原子数目随温度升高不再显著地增加并渐趋于稳定,而原子间非和谐势能逐渐显著并主导热膨胀性质,故热膨胀系数为正.     

硅纳米晶体薄膜热膨胀性质的分子动力学研究

基于Stillinger-Weber势对硅纳米晶体薄膜的热膨胀性质进行了分子动力学模拟。研究表明,硅纳米晶体薄膜表面层原子的二聚现象引起薄膜收缩,而原子之间的非和谐势能引起薄膜膨胀;在约400K以下的低温段,由于硅纳米晶体薄膜表面层原子发生二聚的原子数目随温度的升高而明显增多,而原子间非和谐势能很小,故此时二聚主导热膨胀性质,热膨胀系数为负;在高温段（约400K以上）,由于发生二聚的原子数目随温度升高不再显著地增加并渐趋于稳定,而原子间非和谐势能逐渐显著并主导热膨胀性质,故热膨胀系数为正。     

Ⅱ-Ⅵ族化合物原子间两体势的第一性原理研究

本文采用基于第一性原理的Hartree-Fork (HF)方法和密度泛函理论(DFT)计算了CdS、CdSe、CdTe、HgTe等Ⅱ-Ⅵ族化合物的两体相互作用势,并与实验数据进行了比较.分析了计算中基组对计算结果的影响,以及各种近似方法的优缺点.采用Lennard-Jones势、Born-Mayer势和Morse势函数分别对势能值进行拟合,结果表明采用Morse势拟合的势能曲线与计算结果符合最好,说明普遍应用于共价分子的Morse势也同样适用于对Ⅱ-Ⅵ族二聚体的两体势描述.     

He-HF体系势能模型对散射截面影响的理论研究

用BFW势函数拟合在CCSD(T)/aug-cc-pVQZ理论水平下计算的He-HF相互作用能，获得了He原子与HF分子相互作用的各向异性势，并与其他势模型进行比较，验证了拟合势的可靠性；然后采用量子密耦(Close-Coupling)方法分别计算了He-HF碰撞体系在五种不同势能模型下的微分散射截面、分波散射截面和总截面，并对计算结果进行了详细的比较和分析.研究表明：势能球平均零点能位置、势阱深度、排斥势的强度以及势能在势阱附近的方向性都对散射截面有较大影响. 关键词： 势能模型 密耦方法 散射截面     

惰性气体原子间相互作用势比较研究

原子间相互作用势是预测惰性气体输运性质的必要输入条件. 文章对描述惰性气体原子间相互作用的Lennard-Jones势、指数排斥势、Hartree-Fock-Dispersion-B (HFD-B)势和唯象势的形式和特点进行了分析. 基于Chapman-Enskog方法, 计算得到了惰性气体在300–5000 K温度区间内基于四种原子相互作用势的黏性和热导率, 并与文献报道的实验和理论计算结果进行了比较. 研究结果表明, 基于Hartree-Fock排斥理论与色散理论发展起来的HFD-B势能够合理反映惰性气体原子相互作用的趋势与特征, 因而可以较好地预测惰性气体的宏观输运性质.     

Be-CO体系的相互作用势和光谱预测（英文）

采用单双迭代(包括非迭代三重激发)耦合簇CCSD(T)理论方法和大基组,计算Be-CO体系的相互作用势,得到该体系势能面的解析表达.发现在R_e=8.29a0和θ_e=115.42°处存在的一个全局极小势阱,阱深-69.21cm~(-1),势能面呈现较弱的各项异性.根据势能面,计算了体系的束缚态能级和其光谱常数.