金属团簇物理

即使已经有了更基本的复杂理论,科学家也经常在简单模型的基础上,建立起最富有前景的研究领域.建立这些模型是为了对实验观察结果进行必要的解释.如果这些模型是正确的,那么它不仅能满意地解释各种数据,还能成功地预言新的结果.这些“正确的”模型还应和已有的基本理论相吻合,或者可从基本理论导出.原子的玻尔模型是一典型的例子.最初汤姆孙提出了“葡萄干布丁式”的原子模型,即作为负电子的“葡萄干”浸没在正电荷的球形布丁内.卢瑟福的散射实验说明它应该被核式原子模型所取代,后来的光谱数据又导致了玻尔的壳层模型,它得到了量子力学的证…     

金属原子团簇与碳原子团簇的电子能谱与吸收光谱

此文从理论上阐明，金属原子团簇与具有π电子的碳原子团簇，其公有化电子不能视为无限自由的，而是肥边界约束的，因而其电子能谱不是连续能带，而具有分裂级的特性。因此，它们的共有化电子可吸收光子由低能级跃迁到高能级而具有吸光的特性。电子能级之间的间距视团簇的大小不同而有差异，调整团簇的大小，可吸收不同波长的光。利用这种特性，可设计所需要的红外与微波吸收材料，此文提出了这方面的新理论和设计原理。     

飞秒强激光作用下Ar原子团簇离子能谱计算

研究了飞秒强激光与Ar原子团簇相互作用时的电离机制及库仑爆炸过程,建立了一个简化的模型计算相互作用产生的离子能谱,计算结果与实验结果较为吻合,可以较好地解释离子能谱高能端的主要特征。     

C60原子团簇与C60团簇固体

本文回顾了碳的原子团簇研究的历程；综述了Ｃ６０原子团簇的结构、光吸收，Ｃ６０团簇固体的结构、方向有序相变及掺杂后的电导、超导电性等物理性质；介绍了样品的制备、分离和掺杂等技术问题；指出了在这一领域开展研究的科学意义．     

源于“团簇-共振”模型的理想金属玻璃电子化学势均衡

理想金属玻璃是指完全满足电子结构稳定性的金属玻璃. 在我们前期工作中提出的“团簇加连接原子"及理想金属玻璃的“团簇-共振"结构模型的 基础上, 本文指出理想金属玻璃应该满足电子化学势均衡判据, 可定量给出团簇与连接原子的比例, 最终确定了理想金属玻璃成分式[团簇](连接原子)_x. 运用此判据, 解析了Cu-Zr基和Co-B基块体金属玻璃, 实验确定的最佳形成能力成分满足电子化学势均衡.     

钠原子团簇物理学

发展了一个与距离相关的紧密结合分子动力学模型来系统研究钠原子团簇Ｎａｎ的结构、热力学和碰撞动力学性质．计算结果能够很好地符合从头计算法（ａｂｉｎｉｔｉｏｎ）的计算结果和实验结果．同时也探讨了这种有限数目团簇随温度升高可能发生的从类固相到类液相的相变和在碰撞过程中形成双团簇（Ｎａｎ）２的动力学稳定性． Based on the tight binding molecular dynamics, the structural, thermodynamical and collision properties are systematically studied for Nan. Present claculations are successful in reproducing some of the experimental data and in agreement very well with some other ab initio calculations. We also investigate the transition from solid like phase to liquid like phase with increasing temperature for this finite system and the stability of dimer (Nan)2 formed in cluster collisions.     

注入离子漂移管技术测量原子团簇结构

团簇结构测量是团簇科学研究中的一个重要课题。文章对近几年发展的注入离子漂移管技术进行了详细介绍与分析，该技术是上前测量团簇结构近似程度最高的技术，已在Ｃ，Ｓｉ，Ｇｅ及Ａｌ等原子团簇的结构研究中获得广泛应用，并取得了许多重要结果。     

具有排斥相互作用的原子团簇非平衡系统研究

在无格点基底表面建立了存在排斥相互作用的原子团簇凝聚及扩散模型，对沉积在均匀带电硅油基底表面的银原子凝聚过程进行了研究.结果表明：当沉积原子凝聚成稳定的原子团簇后，由于带同种电荷，团簇之间存在库仑排斥作用，团簇数密度随时间呈指数形式衰减，衰减时间常数为Oa_a；两团簇相互离散的相对平均速率V与它们之间的相对距离L在 统计意义上成正比，即V=HL.停止沉积后初期,H≈Oa_a，然后随着扩散时间的增 加，H逐渐趋于零；随着液体基底黏滞系数增加，摩擦力增大，H逐渐减小，摩 关键词： 排斥相互作用 团簇 扩散     

Ar原子团簇与飞秒强激光相互作用产生的高能离子计算

利用改进的“等离子体球”模型模拟了Ar原子团簇与飞秒强激光相互作用的物理过程.改进后的模型弱化了原模型在共振吸收附近团簇内部屏蔽电场的异常增强行为，从而使其更为合理，计算得到的Ar离子平均动能与以往的实验结果符合.还定量地研究了Ar离子平均动能及其平均电荷态与团簇尺寸以及激光参数之间的变化关系. 关键词： 团簇 飞秒激光 高能离子 共振吸收     

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。     

液态金属Cu快速凝固过程中原子团簇及非晶态结构转变特性的模拟研究

本文采用Quantum Sutton-Chen多体势,对由5万个液态金属Cu原子组成系统的原子团簇的形成与演变特性进行了分子动力学模似研究.我们采用原子团类型指数法(CTIM)来描述复杂的微观结构转变.研究发现:系统形成以1551、1541和1431三种键型为主的非晶态结构;二十面体原子团(12 0 12 0)和(12 2 8 2)、(13 1 10 2)、(13 3 6 4)、(14 1 10 3)、(14 2 8 4)、(14 3 6 5)缺陷多面体基本原子团在液态转变为非晶体过程中起着关键性的作用.系统所形成的纳米团簇是由一些基本团簇和由这些基本团簇相互连接而成的中等团簇所组成,这正是与由气相沉积法和离子溅射法所获得的团簇结构的本质差别所在.通过双体分布函数g(r)、HA键型、基本原子团、平均原子体积和比值g_(min)/g_(max)的分析,还得到液态金属Cu在冷却速率为1.0×10~(14)K/S时的非晶转变温度T_8约为673 K.同时还发现,1551、1441、1661三种键型随温度有相同的变化趋势,这反映出体系对称性结构有相同的变化规律.     

金属熔体表面张力数据的关联与计算

本文根据表面热力学理论和对比态原理,导出了一个金属熔体表面张力的计算公式,通过对五种碱金属熔体高温（４００～１５００ Ｋ）下表面张力数据计算检验,本公式计算精度较高,可供工程计算使用。本方法的优点是使用简便;在计算中只需少数已知参数,如 Ｐｃ、 Ｔｃ、 Ｚｃ即可。     

判定金属玻璃微观结构中的二十面体类团簇

基于Voronoi几何分形法, 分析了理想二十面体团簇和ZrCu二元金属玻璃中各种团簇的结构特点, 提出了一种判定金属玻璃原子结构中二十面体类团簇的方法. 并选取三个ZrCu 非晶成分作为研究对象, 基于Voronoi团簇, 利用该方法提取了各种构型团簇, 证实其中四种构型团簇的基本几何结构与理想二十面体相似, 并具有同样近似于理想二十面体的高致密度、高规则度和高五次对称性, 因此可称之为二十面体类团簇. 此类二十面体类团簇可作为金属玻璃的主要结构单元, 普遍存在于非晶结构中; 二十面体类团簇及其连接能包含几乎所有的原子, 从而形成非晶结构. 研究结果提供了一种新的团簇判定方法, 有助于从微观结构层面分析合金中的非晶形成机理.     

一种适用于原子团簇的多体展开新方案: 以氮团簇为例

多体展开方法虽然已经广泛地用于估算弱相互作用体系的能量,但是其并不适用于计算共价团簇和金属团簇的能量. 本文提出了一种适用于计算共价体系能量的相互作用多体展开(IMBE)方法. 在相互作用多体展开方法中,体系的能量表示为孤立原子的能量及该原子与其他周围原子间相互作用的和. 首先将该方法应用于计算氮团簇的能量,且多体展开截断至四体项. 结果表明：与传统的多体展开方法相比,相互作用多体展开方法可以显著地降低能量误差. 另外,以密度泛函理论计算结果为参考,相互作用多体展开方法估算能量的误差不依赖于体系的大小和结构,说明相互作用多体展开方法比较适合用于估算共价相互作用大体系的能量.     

过渡金属原子团簇的电子能谱与吸收光谱

文献〔１〕从理论上阐明了金属原子团簇的公有化电子能谱具有分裂能级的特点，因而其公有化电子具有吸光的特性，并计算了Ｃｕ与Ａｌ的金属原子团簇的吸收光谱。然后，在文献〔２〕中用此理论计算了碱金属原子团簇的电子能谱与吸收光谱。现进一步推广此理论来计算过渡金属原子团簇的电子能谱与吸收光谱。     

原子,分子和团簇与同步辐射

介绍了同步辐射、特别是第三代同步辐射对原子、分子和团簇物物理研究的意义。第三代同步辐射光源能力它们提供哪些新的实验手段是上述邻内广大研究人员共同关心的问题，作者尝试表明自己的一些观点。     

金属钛中氦团簇融合的分子动力学模拟

运用分子动力学方法研究了金属钛中氦的扩散聚集行为.在300—800K的温度范围内,模拟了钛基底中氦团簇之间的融合过程.研究发现,温度的升高会加快氦团簇的融合.在300—800K,融合后的氦团簇在所模拟的时间尺度内三维结构保持不变.模拟结果还表明,常温下氦团簇之间的吸引力是导致氦团簇融合的重要因素. 关键词： 氦团簇 团簇融合 分子动力学模拟     

氢原子团簇与金属氢形成的艹勾氏理论

全面系统介绍艹勾清泉教授有关Ｈｎ团簇的形成理论和利用该理论所取得的成果，阐明高压合成金属氢的可能性     

乙烯基自由基与IB金属小团簇的相互作用研究

采用密度泛函理论的B3LYP和PBE1PBE方法,对IB金属小团簇与C2H3自由基间的相互作用进行了研究.结果发现:C2H3M0/-n(M=Cu、Ag、Au;n=1-3)最稳定及其异构体的结构都相同,只是键长、键角有所不同.在C2H3M0/-n(M=Cu、Ag、Au;n=1-3)的最稳定结构中,C2H3自由基和金属团簇都作为整体单元存在.由于金属团簇与C2H3自由基的相互作用,在红外吸收光谱中,C2H3自由基中C=C、C-H键的伸缩振动发生了红移,而随着团簇中金属原子数目的增多,C=C键及C-H键的伸缩振动,红移程度减小.基于含时密度泛函(TDDFT)计算,模拟了C2H3M-n(M=Cu、Ag、Au;n=1-3)最稳定结构的光电子能谱(PES).     

液态Ni原子团族演变的计算机模拟

采用常温常压分子动力学模拟技术，模拟了液态Ni中原子团簇在快速凝固条件下的演变过程，模型采用TB作用势。采用偶分布函数，键对和多面体等结构参数来描述快速凝固条件下团簇种类和数量的变化，并将团6簇结构可视化。在2000K下，液态Ni中团簇数量较少，由一定数量的551、1441及1661键对所形成的缺陷二十面体构成，在快速冷却条件下，团簇的数量随温度的降低不同断增加，且出现由12个1551键型所形成的完整二十面体团簇，体系最终形成了由二十面体和缺陷二十面体团簇网络所组成的非晶结构。