石墨烯电子结构和声子谱的第一性原理计算研究

基于密度泛函理论和密度泛函微扰理论框架,采用模守恒赝势和局域密度泛函近似,计算石墨烯的电子结构和声子谱.发现石墨烯是一带隙为零的半导体,在Dirac点附近的态密度来源于C原子pz轨道;掺杂后第一布里渊区的费米面由位于Dirac点处的点变为围绕Dirac点的弧形,与角分辨光电子谱实验所得到的掺杂情况下的费米面相符.声子谱计算结果表明,石墨烯布里渊区中心的声子谱有三个光学支和三个声学支,计算得到的具有拉曼活性的声子频率与拉曼光谱实验结果相近.     

非晶声子局域化

本文讨论非晶材料中局域声子存在条件及其态密度估计。     

镁铝尖晶石声子色散关系及热力学性质的第一性原理研究

镁铝尖晶石是地幔和类地行星中常见的氧化物类矿物．高温高压实验表明尖晶石的高压相可以存在于从地壳到下地幔广泛的深度范围内．作为含铝矿物的端元组分,尖晶石可能是地幔中铝元素的主要富集矿物．尖晶石的高压相还可能是俯冲大洋板块的主要组成物质．获得尖晶石的热力学性质为计算尖晶石的相变奠定了基础,为通过地震波解释地幔结构提供了理论依据．本文利用冻结声子法计算了镁铝尖晶石的声子色散关系和常压下的各种热力学性质．首先,用基于密度泛函理论的从头计算方法计算绝对零度下平衡体积的晶体结构．然后,通过构建超晶胞并对超晶胞内的原子进行微小的位移获得原子力,利用原子力来构造力常数矩阵,进一步构造动力学矩阵,将温度扩展为有限温度,计算出尖晶石的声子色散关系．最后,根据准谐近似理论得到常压下的各种热力学性质．第一布里渊区中心的声子振动频率与红外、拉曼光谱的实验数据相吻合．各种热力学性质,标准熵、等压热容和热膨胀系数与实验值相吻合．     

极性晶体中极化子的声子平均数

采用改进的线性组合算符和幺正交换方法研究极性晶体中极化子的性质.导出了极性晶体中极化子的声子平均数与极化子的速度的关系.通过RbCl和AlSb晶体进行数值计算,结果表明：极性晶体中强弱耦合极化子的声子平均数均随极化子的速度的增加而增加.     

氧化锌纳米棒的拉曼光谱研究

用热蒸发法制备有铭模板存在Si衬底上的ZnO纳米棒,并对其变温拉曼（Raman)光 谱进行研究。通过洛仑兹（Lorentz)模型拟合不同温度下的拉曼光谱,对样品的Raman峰进 行了指认。运用一个详细的模型（考虑了晶格热膨胀和三声子、四声子衰变）描述拉曼光谱中 的E2(high)模频率随温度的变化情况,拟合参数表明在E2 (high)模频率随温度红移的过程 中,四声子过程做了主要的贡献。     

有限温度下极化子中的光学声子平均数

研究了在有限温度下极性晶体中与光学声子相互作用的体极化子的性质.采用么正变换和线性组合算符法导出了有限温度下,极性晶体中强、弱耦合电子周围光学声子的平均数.     

电子与光学声子相互作用性质的探讨

本文计及电子在反冲效应中发射和吸收的不同波矢的声子之间的相互作用影响时，用改进了线性组合算符，拉格朗日乘子法和微扰法讨论电子与光学声子耦合时激发的表面极化子的性质。     

量子阱中界面声子和体声子对束缚极化子结合能的影响

用变分法研究半导体量子阱中束缚极化子结构能，在计算中包括了界面声子和体声子的影响。给出了束缚极化子基态能量和结合能随阱宽变化的数值结果。研究发现，界面声子和体声子对结合能的贡献分别在窄阱和宽阱情况下起主导作用，总结合能随阱宽的增大而减小。     

密度对一维铝/硅橡胶声子晶体低频带隙的调控

选用金属材料铝和非金属材料硅橡胶,设计出一维铝/硅橡胶声子晶体结构.采用固体物理学中的集中质量法,基于MATLAB编程计算该声子晶体的能带结构.通过单一改变结构中材料铝的密度或者单一改变材料硅橡胶的密度,寻找单一材料密度变化对结构第1带隙的影响规律.结果表明：一维铝/硅橡胶声子晶体的第1带隙起始频率较低为30.6994 Hz,第1带隙带宽为45.479 Hz;当增大结构中两种组合材料的密度差值,可调节结构获得相对的低频、宽带带隙.研究结论可应用于低频率振动控制器件的设计.     

羟基磷灰石生物材料的第一原理计算

通过密度泛函理论计算来研究原子尺度羟基磷灰石晶体结构和电子结构,结果表明,羟基磷灰石为P63空间群六方单胞,点阵参数为a=0.9302nm、b=0.9303nm、c=0.6770nm,α=90°、β=90°、γ=120°.单胞总态密度主要是由各原子s,P,d电子态组成,费米能级主要是氧的2p4轨道的贡献,表明单胞结构中氧的2p电子最活泼,将优化后结构的衍射图谱和实验衍射图谱进行了比较,匹配较好.     

光超导波中正常态声子行为研究:声子对束缚态

考虑了光超导波理论中光声相互作用的高阶项，研究了声子与双光子的相互作用，利用推广的光子库柏对算符，在平均场近似下得出两动量相反的横光学声子可以通过交换虚光子库柏对产生一个有效的吸引力而形成声子对束缚态，其准粒子是由声子和库柏对组成的复合准粒子，讨论了这种情况下的光超导波基态能．     

雪花分形上电子的性质

采用最近邻紧束缚近似分析了雪花分形的电子能谱和状态，得到了前二级分形的电子性质，并对谱的特性进行了分析。     

CeN压致结构相变的第一性原理计算

基于密度泛函理论的第一性原理计算研究CeN晶体的压致结构相变.计算结果表明:在55GPa压力下,CeN晶体从氯化钠型晶体结构(B1)转变为氯化铯型晶体结构(B2);压力为0时,B1有力学和热力学稳定结构;压力为55GPa时,B1没有力学和热力学稳定结构.     

非对称量子点极化子平均声子数的温度效应

采用线性组合算符和么正变换方法研究了非对称量子点中强耦合极化子平均声子数的温度效应。导出了极化子平均声子数随有效受限强度、温度的变化关系。选择RbCl晶体进行数值计算,结果表明：声子平均数随有效受限强度、温度的升高而增加。     

SiH_n(n=1-4)和Si_2H_n(n=2-6)的结构和光吸收谱第一性原理研究

采用密度泛函理论的杂化密度泛函B3LYP方法和基于含时密度泛函理论的赝势平面波方法,结合含时局域密度近似,计算了SiHn(n=1-4)和Si2H6分子团簇结构和光吸收谱,结果与现有实验值相一致.并从理论上预测了Si2H2-5的团簇结构,同时为实验提供了Si2H2-5光吸收特征谱.对Si-H分子团簇结构研究表明:随着H含量提高,SiHn分子对称性有所提高,Si2Hn分子中原子数目为偶数的对称性较好.对于Si1-2Hn分子团簇,光吸收谱能隙随着n的增大整体而呈增大趋势,且不同分子团簇结构的吸收峰对应不同位置和形状.     

Spectra of L-band ionospheric scintillation over Nanjing

We report the spatiotemporal statistical characteristics of amplitude scintillation over Nanjing.A FFT method for computing scintillation intensity power spectra is briefly described.Using this method,the data with ISATM in Nanjing is analyzed.Spectra characteristic is presented and the irregularities property is discussed preliminarily.The results reveal that the power spectra obtained for Nanjing is consistent with theoretical modeling.At frequencies below the Fresnel frequency,the power density plotted on log-log scale is almost constant whereas above it asymptotes to a straight line.The spectral index ranges from 1.71 to 1.92,which has positive correlation with the S 4 index.Finally,the average drift velocity of irregularities is computed assumably and compared with that obtained for Xinxiang and Haikou.     

弹塑性反应谱的分析

为了分析结构在地震作用下的弹塑性反应,该文探讨了弹塑性反应谱。该文推导了弹塑性反应谱的基本方程,计算了等延性强度需求谱;描述了通过强度折减系数、延性系数及结构周期之间的关系建立弹塑性反应谱的方法;参照弹性反应谱理论分别得到了四种弹塑性反应谱。计算结果表明:当延性系数较小且土质较硬时,该文计算的弹塑性反应谱与范立础的弹塑性反应谱近似相等;当延性系数较大且土质柔软时,该文计算的弹塑性反应谱相对安全。     

抛物量子线中极化子的光学声子平均数

采用线性组合算符法和变分法，在考虑电子—LO声子相互作用情况下，分别计算了抛物量子线中强、弱耦合情形下极化子的振动频率和光学声子平均数．数值计算结果表明，两种情况下，光学声子平均数都随耦合强度的增大而增大．强耦合极化子的振动频率和声子平均数随有效受限长度的减小而迅速增大。