价键优选法：二、三周期小团簇的理论研究

使用价键优选法，在较小的计算量下，系统地得到了二、三周期元素团簇体系(直到四原子为止)关键结构的性质.还能得到团簇从双原子到四原子的演化过程.对所有团簇的电子结构进行分析，可以理解特定元素的四原子团簇出现T_d立体结构的原因.更加有趣的是，通过较小团簇结合能和对应元素单质宏观性质( 熔点、沸点等)的相应变化关系，能够理解在熔解、沸腾过程中关键结构的作用. 关键词： 价键优选法 团簇关键结构 团簇 第一原理分子动力学 物质性质     

团簇的第一原理分子动力学计算研究：价键优选法

根据团簇价键结构的特点，结合第一原理分子动力学模拟，提出价键优选法；可以在有限的 计算量之下，得到其可计算的最大团簇体系Xm的性质，以及所有团簇Xi(i关键词： 价键优选法 团簇 第一原理分子动力学 Jahn_Teller效应 Rennet_Teller效应     

BiFeO3晶体价键电子结构与铁电性质的关系

通过价键电子理论工具,计算得到了钙钛矿型单相多铁材料BiFcO₃"赝立方"顺电相和斜方铁电相价键电子结构,分析了价键电子结构变化时其铁电性的影响.计算结果表明,从顺电相到铁电相,BiFeO₃晶胞中各类化学键的键长和价键电子数变化各异,其中Bi-O键键长变短,价键电子数增多,共价性显著增强,对铁电相的稳定起到至关重要的作用;Fe-O键长呈现变大和变小两种结果,价键电子数都减小,共价性减弱.计算结果与第一性原理计算进行了比较.     

团簇淀积纳米结构薄膜的计算机模拟

对团簇的淀积方式作了简介。着重对团簇的淀积过程进行了计算机模拟,从中得出了淀积的尺寸分布与团簇在衬底上的徙动长度有关,而团簇的聚合长大存在一临界尺寸。并给出低能Ｐｂ团簇在碳膜表面的徙动长度和聚合的临界尺寸。     

团簇演积纳米结构薄膜的计算机模拟

对团簇的沉积方式作了简介。着重对团簇的淀积过程进行了计算机模拟,从中得出了淀积的尺寸分布与团簇在衬底上的徒动长度有关,而团簇的聚合长大存在一临界尺寸。并给出低能Ｐｂ团簇在碳膜表面的徒动长度和聚事的临界尺寸。     

离子阱质谱计及其在团簇科学中的应用

在离子阱物理和技术基础上，发展了离子阱质谱技术，并将这一高灵敏原位检测技术用于激光溅射产生并囚禁碳原子团簇离子，质量选择存储以及化学反应等研究，并报道了相关应用研究的进展和结果。     

气体团簇离子束装置的设计及其在表面平坦化、自组装纳米结构中的应用

根据超声膨胀原理,n(10-10^4)个气体原子可以绝热冷却后凝聚在一起形成团簇,经过离化后,形成带一个电荷量的团簇离子,比如Arn^+.当团簇离子与固体材料相互作用时,由于平均每个原子携带的能量(~eV)较低,仅作用于材料浅表面区域,因此,气体团簇离子束是材料表面改性的优良选择.本文介绍了一台由武汉大学加速器实验室自主研制的气体团簇离子束装置,包括整体构造、工作原理及实验应用.中性团簇束由金属锥形喷嘴(F=65-135μm,q=14°)形成,平均尺寸为3000 atoms/cluster,经离化后,其离子束流达到了50μA.Ar团簇离子因其反应活性较低,本文运用Ar团簇离子(平均尺寸为1000 atoms/cluster)进行了平坦化和自组装纳米结构的研究.单晶硅片经Ar团簇离子束处理后,均方根粗糙度由初始的1.92 nm降低到0.5 nm,同时观察到了束流的清洁效应.利用Ar团簇离子束的倾斜(30°-60°)轰击,在宽大平坦的单晶ZnO基片上形成了纳米波纹,而在ZnO纳米棒表面则形成了有序的纳米台阶,同时,利用二维功率谱密度函数分析了纳米结构在基片上的表面形貌和特征分布,并计算了纳米波纹的尺寸和数量.     

非晶纳米Ni500团簇等温晶化过程中的结构与动力学研究

采用分子动力学方法和镶嵌原子势, 模拟了500个Ni原子(简称Ni₅₀₀)组成的纳米团簇的等温晶化过程. 通过对纳米Ni团簇的动力学行为和微观结构演变的研究, 发现Ni₅₀₀在高温时是一步晶化的, 在低温时则呈现出多步晶化的特征. 在多步晶化的过程中, 团簇结构会陷入多个亚稳态结构, 经过原子重排, 进入能量更低的亚稳态, 最后完成晶化. 在多步晶化过程中, 原子的位置重排是通过协同跳跃运动实现的, 其协同运动方式不但有常见的线型协同运动, 也有多个原子的集体平移运动等其他形式. 关键词： 分子动力学模拟 纳米Ni团簇 协同运动     

共振价键波函数在高压液氢量子蒙卡模拟中的适用性研究

在共振价键理论基础上, 选取高压液氢电子主要占据轨道的线性组合作为基组, 构建由Jastrow项和反对称孪生函数乘积项 (AGP) 组成的波函数. 考虑电子关联作用的共振价键 (RVB) 波函数得出的能量值低于LDA能量值; 当满足r_s<1.75或T >15000 K时引入backflow项以改善波函数结点面, 改善后的能量值下降约1 mHa/atom, 能量方差值变小. 将构建的RVB波函数与电子-离子耦合的蒙特卡罗法 (CEIMC) 相结合, 计算结果与实验及其他ab-initio结果相符合, 获得的液氘单次冲击Hugoniot曲线基本通过所有加载类型实验误差棒, 液氘在50.3 GPa处具有最大压缩率4.48, 在100–120 GPa内未发现压缩率有急剧增大的现象. 构建的RVB 波函数能够适用于较宽密度与温度范围内(1.0< r_s<2.2, 2800 K< T<60000 K)液氢的模拟, 与CEIMC法相结合可提高液氢冲击特性的模拟精度. 关键词： 共振价键理论 波函数 量子蒙卡法 液氢     

荧光性胱氨酸聚集纳米团簇的制备及其应用研究

基于碱性胱氨酸水溶液在恒温水浴条件下可形成荧光性分子聚集体的特性,发展一种荧光光谱直接检测胱氨酸含量的新方法。实验结果表明,将pH 9.0的0.01 mol·L-1的胱氨酸溶液,于90 ℃恒温水浴热处理12 h后,胱氨酸分子可形成大小为12.5nm粒径的荧光分子聚集纳米团簇（FANC）结构,并发射蓝绿色荧光。采用荧光光谱（FL）、透射扫描电镜（TEM）和质谱（MS）对FANC的荧光性能和结构进行表征,并初步探讨光致发光机理。FANC在410 nm最佳激发波长条件下,于508 nm处具有最佳的荧光发射信号,体系的平均荧光寿命为6.028 ns,荧光量子产率为8.48%。FANC在水溶液中具有稳定的光漂白性、酸碱稳定性和光谱不依赖性质,粒子的Zeta电位为-57 mV,结合150 nm的水合粒径结果,表明形成的团簇表面亲水且带负电荷。质谱结果显示体系中存在多种胱氨酸分子间脱水形成的分子碎片,因此推测FANC是胱氨酸分子在水溶液环境中因分子间作用力形成分子聚集体。基于FANC的荧光强度和原料胱氨酸的浓度在1.0×10-5～6.0×10-4 mol·L-1范围内呈良好的线性关系,可将该方法用于胱氨酸片中含量的测定,结果与中国药典中记载的滴定比色法相吻合。相比于其他检测方法,该方法具有操作简便,检测限低,精确度高等优点。     

The study of the valence bond property in a two—different—quantum—dot molecule

The electronic energy spectrum and wavefunction of a quantum-dot molecule are studied by means of the finite-element solution of the single electron Schr?dinger equation. We find that the nature of the coupling can be covalent, ionic, or "intermediate" new mixed states, depending on various parameters such as the separation distance between two dots, the height of potential barrier, matching of the energies and parities of the orbital localized on each dot. The bond property can be used to explain the experimental result obtained by Oosterkamp et al. (1998 Nature 395 873).     

用于Raman光谱与微纳米结构同步检测的Raman-AFM系统研究

研究和发展了一种将微区拉曼(Raman)光谱检测与原子力显微镜(AFM)微纳米扫描成像相结合的新型Raman-AFM技术。设计了Raman光谱与AFM扫描成像的原位检测探头;研制出相应的Raman-AFM系统;利用该系统,对ZnO纳米颗粒和TiO2纳米薄膜开展了微区Raman光谱与微纳米结构的检测实验。研究表明,所获得的Raman光谱检测结果与理论值良好吻合,同时,AFM扫描检测得到的图像很好地表征了样品的微纳米结构,从而实现了微区Raman光谱与AFM图像的原位及同步检测,验证了这一技术的可行性,为Raman光谱技术与微纳米技术领域的实际应用提供了技术基础。     

InOOH压致氢键对称化及其弹性性质

利用第一性原理研究了InOOH在高压下的氢键对称化行为及其对InOOH弹性等性质的影响.结果表明约在18 GPa时InOOH中的氢键发生了对称化转变,导致轴比率b/c对压力的斜率由负值变为正值;压缩弹性常数、非对角弹性常数、体积模量和纵波波速出现异常增加,如体积模量增加了20%—40%.高压下InOOH弹性性质呈现出更加明显的各向异性.常压下InOOH呈现韧性,且伴随着氢键对称化韧性异常增加.对畸变金红石型MOOH(M=Al,In,Ga,Fe,Cr)化合物在高压下的弹性性质转变与氢键性质转变的耦合规律进行了初探.     

Application of retrospective time integration scheme to the prediction of torrential rain

The retrospective time integration scheme presented on the principle of the self-memory of the atmosphere is applied to the mesoscale grid model MMS,constructing a mesoscale self-memorial model SMMS, and then the shortrange prediction experiments of torrential rain are performed in this paper. Results show that in comparison with MM5 the prediction accuracy of SMM5 is obviously improved due to its utilization of multiple time level past observations,and the precipitation area and intensity predicted by SMM5 are closer to observational fields than those by MM5.     

Interesting normal state and superconducting properties of the intermediate valence compound CeRu2

Superconductivity in CeRu₂ was discovered 40 years ago, and was extensively studied because alloying with magnetic elements showed the coexistence of superconductivity and magnetic order. The normal state of CeRu₂ has been of interest because of its intermediate valuence character. The superconducting state has been studied extensively because of its paramagnetic nature and anomalous pinning properties. This review presents the present status of knowledge, and discusses the puzzling features of CeRu₂.     

Analysis of the valence electronic structures and calculation of the physical properties of Fe,Co, and Ni

The valence electronic structures of Fe, Co and Ni have been investigated with Empirical Electron Theory of Solids and Molecules. The magnetic moments, Curie temperature, cohesive energy and melting point have been calculated according to the valence electronic structure. These calculations fit the experimental data very well. Based on the calculations, the magnetic moments are proportional to the number of 3d magnetic electrons. Curie temperatures are related to the magnetic electrons and the bond lengths between magnetic atoms. Cohesive energies increase with the increase of the number of covalent electrons, and the decrease of the number of magnetic and dumb pair electrons. The melting point is mainly related to the number of covalent electron pairs distributed in the strongest bond. The contribution from the lattice electrons is very small, the dumb pair electrons weaken the melting point; however, the contribution to melting point of the magnetic electrons can be neglected. It reveals that the magnetic and thermal properties are closely related to the valence electronic structures, and the changes or transitions between the electrons obviously affect the physical properties. Supported by the National High Technology Development Program of China (Grant No. 2007AA03Z458)     

三种蛋白和黄酮结合物中氢键与黄酮稳定性相关性分析研究

运用三维荧光光谱、紫外可见分光光谱以及傅里叶红外光谱等手段研究了蛋白与黄酮分子的相互作用,并结合相关性分析的统计学手段分析了蛋白与黄酮分子相互作用方式对黄酮稳定性的影响。实验结果表明,疏水相互作用是三种蛋白与黄酮分子之间主要的作用力,在牛血清白蛋白与黄酮的结合中有氢键的参与,同时发现在牛血清白蛋白体系中黄酮的稳定性明显增强。通过相关性分析证明蛋白对黄酮稳定性的提高与两者之间的分子间氢键有关,氢键结合作用越强蛋白对黄酮保护越明显。