W含温有界下状态方程参数的理论计算

在改进的Hartree-Fock-Slater原子模型的基础上，在中心场近似下用含能带效应的全动态电子判据处理自由电子与束缚电子的密度分布，提高了电子波函数、电子占据数等原子参数的计算精度.通过平均近似处理，给出了劈裂的能带，从而改善了物质电子状态方程的计算精度.结果部分详细计算了W元素的原子能量、电子压强、熵、定容热容及其它热力学参数     

改进的含温有界原子模型对金的电子物态方程的计算

在改进的含温有界原子模型基础上,在中心场近似下用分波法来处理部分自由电子密度分布函数.通过平均近似处理,给出劈裂的能带.在原子结构的自洽计算中采用能带重叠作为自由电子的动态判据.大量计算了Au的电子压强、能量、热容以及各种热力学系数. 关键词： 自洽场原子结构 状态方程 原子能量 电子压强     

Au等离子体电子状态方程的理论研究

在改进的平均原子模型的基础上，在中心场近似下用分波法来处理部分自由电子密度分布函数，提高了电子波函数、电子占据数等原子参数的计算精度．通过平均近似处理，给出了劈裂的能带．通过使用分波法来准确计算贵金属Au的电子状态方程．     

W含温有界下状态方程参数的理论计算

在改进的Hartree-Fock-Slater原子模型的基础上,在中心场近似下用含能带效应的全动态电子判据处理自由电子与束缚电子的密度分布,提高了电子波函数、电子占据数等原子参数的计算精度.通过平均近似处理,给出了劈裂的能带,从而改善了物质电子状态方程的计算精度.结果部分详细计算了W元素的原子能量、电子压强、熵、定容热容及其它热力学参数     

等离子体过渡区电子压强的自洽场计算

压强在几十个兆巴到上百兆巴之间的过渡区状态方程一直是实验室和工程应用中关心的重要问题，在这个范围内既没有实验数据也没有很好的理论来描述，例如，密度泛函的方法由于不含温度而无法适用于过渡区：TF模型的计算由于过渡区的温度压强不太高而使得结果不再令人满意。文中对同类的平均原子结构作了几点改进：（1）考虑了稠密物质中的势阱效应，对传统平均原子模型作动态自由电子判据改进；（2）将准自由电子细分为4个部分，分别处理；（3）修改了中心场近似下正能态波函数的边界条件。在计算压强方面，考虑了共振态对电子压强的影响，引进了量子交换效应和库仑关联效应对压强的贡献。     

Au等离子体电子状态方程的理论研究

在改进的平均原子模型的基础上,在中心场近似下用分波法来处理部分自由电子密度分布函数,提高了电子波函数、电子占据数等原子参数的计算精度.通过平均近似处理,给出了劈裂的能带.通过使用分波法来准确计算贵金属Au的电子状态方程.     

金属价电子结构对磁性和电输运性质的影响

本文以原子物理学中电子按能级分布理论为基础,提出一个关于金属磁性的新的巡游电子模型:在形成金属的过程中由于受到电子间泡利排斥力的作用,Fe,Ni,Co原子的大部分4s电子进入3d轨道,只有一少部分4s电子成为自由电子;最外层3d轨道的电子有一定概率在离子实间巡游,形成巡游电子;其余的3d电子为局域电子.因此,由Fe,Ni,Co金属的平均原子磁矩实验值2.22,0.62和1.72μB,计算出Fe,Ni,Co金属中平均每个原子贡献的自由电子数目为0.22,0.62和0.72,从而解释了为什么Fe,Ni,Co金属的电阻率依次减小.应用这个模型计算出的平均每个原子的3d电子数为7.78,9.38和8.28,与金属能带论计算结果 (7.4,9.4和8.3)比较接近,但是本文的方法更加简单、有效,易于理解.这为进一步澄清金属与合金的价电子结构提供了新思路.     

离化态原子基态电子结构特征与轨道竞争规律

离化态原子广泛存在于等离子体物质中,其相关性质是天体物理、受控核聚变等前沿科学研究领域的重要基础.基于独立电子近似,本文系统研究了扩展周期表元素(2 Z 119)所有中性和离化态原子的基态电子结构.基于设计的原子轨道竞争图,系统总结了各周期元素轨道竞争的规律,并结合离化态原子的局域自洽势阐明了其轨道竞争(即轨道塌陷)的机制;在此基础上,说明了部分元素性质与轨道竞争的关系.利用本文研究得到的离化态原子基态电子结构,可建立更精密计算相关原子的能级结构、跃迁几率等物理量之基础,从而满足高功率自由电子激光实验分析、原子核质量精密测量等前沿研究的需求.     

高压下金属锂的电子结构

 本文采用正交化平面波方法和近自由电子模型计算了金属锂在压强分别为0、2、4 GPa时的能带、电子状态密度和费米能，讨论了压强对金属锂的电子结构的影响。     

α-SiC (1010)表面结构的第一性原理计算

用全势缀加平面波方法（FPLAPW）计算了α-SiC及其非极性（101^-0）表面的原子与电子结构。计算出的α-SiC晶体结构：晶格常量和体积弹性模与实验值符合得很好。用平板超原胞模型来计算α-SiC（101^-0）表面的原子与电子结构，结果表明表面顶层原子发生键长收缩并扭转的弛豫特性，表面阳离子Si,C向体内方向发生不同程度的位移。表面重构的机理为Si,C原子由原来的sp^3杂化方式退化为sp^2杂化，与其三配位异种原子近似以平面构型成键。另外，表面弛豫实现表面由半金属性至半导体性的转变。     

用BBK方法计算电子离化He原子的三重微分截面

用ＢＢＫ方法计算了在共面双对称几何条件下电子离化Ｈｅ原子的三重微分截面（ＴＤＣＳ），并与扭曲波冲量近似结果进行比较，发现结果更接近实验数据。     

边缘修饰的石墨烯纳米带电子特性的第一性原理研究

本文采用第一性原理计算方法,研究了zigzag型石墨烯纳米带在边缘采用不同基团（包括氢原子、羟基、酮基、氢和羟基共同饱和）进行修饰后电子特性的改变,计算了能带结构、态密度和电荷差分密度。结果分析表明,不同基团修饰的影响本质上可归结于不同的边缘杂化方式。边缘sp2杂化方式对GNRs体系内层原子的电子状态影响很小,没有改变zigzag-GNRs的金属性;而边缘sp3杂化的体系在能带结构中打开了一个带隙,此带隙随纳米带宽度的增加而逐渐减小。其中GNRs-H2 体系和GNRs-H2O体系发生了由金属性向半导体性的转变,而GNRs-O体系费米能级升高并且进入了导带,依然呈现金属性。利用这种边缘修饰非常易于调控GNRs的电子能带结构。     

边缘修饰的石墨烯纳米带电子特性的第一性原理研究

本文采用第一性原理计算方法,研究了zigzag型石墨烯纳米带在边缘采用不同基团（包括氢原子、羟基、酮基、氢和羟基共同饱和）进行修饰后电子特性的改变,计算了能带结构、态密度和电荷差分密度。结果分析表明,不同基团修饰的影响本质上可归结于不同的边缘杂化方式。边缘sp2杂化方式对GNRs体系内层原子的电子状态影响很小,没有改变zigzag-GNRs的金属性;而边缘sp3杂化的体系在能带结构中打开了一个带隙,此带隙随纳米带宽度的增加而逐渐减小。其中GNRs-H2 体系和GNRs-H2O体系发生了由金属性向半导体性的转变,而GNRs-O体系费米能级升高并且进入了导带,依然呈现金属性。利用这种边缘修饰非常易于调控GNRs的电子能带结构。     

一种由自由电子能带模型计算费米能级的方法

对面心立方（fcc)、体心立方（bcc)和六角密堆积（hcp)三种不同结构的晶体,在假设它们的原胞中包含8个价电子并将价电子近似为自由电子的情况下,采用“自由电子气理论”和“自由电子能带模型”,研究其根据费米球确定的费米能级EF与根据自由电子能带模型计算的平均键能Em。研究结果表明,由自由电子能带模型计算所得3种不同结构晶体（因而电子密度也不一样）的平均键能Em等于各自自由电子系统的费米能级EF。平均键能Em是我们在异质结带阶理论计算中建议的一种参考能级,研究结果在深化对平均键能Em物理实质认识的同时,提供了一种借助于自由电子能带模型计算自由电子系统费米能级EF的新方法。     

一种含势阱具有混合交换势形式的平均原子模型

对传统的简单平均原子模型（AAM）作了改进：1使用了动态自由电子判据；2将自由电子分为三种类型，分别用分波法和统计方法加以处理；3应用变分原理给出了一种混合形式的交换势取代了Slater势；4应用材料常态常数标定了原子结构中的参数.作为算例，计算并与实验比较了Fe,Ni,Cu的零温电子压强. 关键词： 平均原子结构 交换势 电子压强     

OsSi2电子结构和光学性质的研究

采用基于第一性原理的密度泛函理论赝势平面波方法,对正交相OsSi₂的电子结构、态密度和光学性质进行了理论计算,能带结构计算表明它是一种间接带隙半导体,禁带宽度为0813 eV;其价带主要由Os的5d和Si的3p态电子构成;导带主要由Si的3s,3p以及Os的5d态电子构成;静态介电常数ε₁（0）=1543; 折射率n＝393并利用计算的能带结构和态密度分析了OsSi₂的介电函数、吸收系数、折射率、反射率、 关键词： 2')" href="#">OsSi₂ 第一性原理 电子结构 光学性质     

MgCNi3的电子结构、光学性质与超导电性

用第一性原理的密度泛函能带计算方法研究了新近发现的超导体MgCNi3的电子能带结构.计算结果表明其电子结构的基本特征是：Ni的3d态和C的2p态的杂化组成了MgCNi3的导带，费米面附近的物理性质主要由来源于Ni的3d电子态决定.在费米能级(EF)以下30eV的范围内，Ni 3d态构成了能带色散微弱的密集电子态，EF恰好落在Ni 3dyz+zx和3d3z2-r2电子态密度.C 2p态分布在EF以下40—70eV的区域内，Mg主要是以二价离子Mg2+的形式存在.Mg原子的掺杂导致了Ni原子的3d态基本上全部占据，引起Ni原子磁矩的消失.费米能级EF处的态密度N(ＥＦ)是550(states/eV·cell)，由此得到的Sommerfeld常数γeal～445mJ/mol·K2.基于第一性原理的光学性质的计算结果表明：在0—12eV的范围内光吸收主要是从占据的Ni 3d态向C　2p和Ni4s的跃迁.根据这些结果得出结论：MgCNi3的超导电性基本上是强耦合的BCS电子-声子作用机理. 关键词： MgCNi3 高温超导体 电子结构 光学性质     

基于连续谱的氩气纳秒脉冲放电中电子温度的研究

采用了一种针对针的放电结构,将其放置在一个高纯氩气的密闭腔室中,通过施加正极性的过电压产生可重复的大气压纳秒脉冲放电,并提出建立大气压放电的连续辐射模型来诊断氩气纳秒脉冲放电中的电子温度。实验利用电压和电流探头分别获取放电过程中的电压和电流波形图,其放电脉宽约为20 ns。通过消色差透镜、单色仪和ICCD等光学系统的组合来测量放电正柱区在不同时刻（0<t<20 ns）的时间分辨发射光谱。结果表明,放电中连续谱的强度随时间先增加（0<t<10 ns）后减小（10 ns<t<20 ns）,但是氩原子的谱线强度则随时间的增加而一直增大。研究表明连续谱强度与电子密度成正相关,因而电子密度随着时间也是先增加而后减小,这与放电电流的变化规律是完全一致的。根据连续谱模型拟合得到放电过程中（0<t<10 ns）的电子温度为(1.4±0.2) eV。随着驱动电压的下降（10 ns<t<20 ns）,电子温度逐步减小至0.9 eV。在0<t<10 ns中,激发态氩原子主要是由电子碰撞激发产生的,因而谱线强度随着电子密度的增加而增大。然后,随着电子温度的减小,Ar+₂复合反应速率激增,导致电子与离子的复合过程主导产生激发态氩原子,即谱线强度继续增大。通过加入0.5%的水蒸气以获取OH的振转光谱。实验发现,OH(A)的产生机制使其偏离玻尔兹曼平衡分布,本文采用了双温的OH(A-X)光谱模型来考察气体温度。在放电过程中,气体温度保持不变,大约为400 K。此外,水蒸气的加入使得短波长的连续谱发生显著增强。光谱分析认为H₂O在放电中能够解离产生H₂,继而与氩原子的亚稳态发生能量转移生成激发态H₂(a3Σ+_g)。H₂(a3Σ+_g)将会自发辐射跃迁到排除态H₂(b3Σ+_u),同时发射短波长的连续谱。由于短波长的连续谱对电子温度（T_e>1 eV）的响应较为灵敏,所以载气中少量的水蒸气将会对连续谱诊断电子温度带来较大的影响。     

包含过渡区的等离子体电子状态方程的理论研究

在改进的平均原子模型的基础上,在中心场近似下用分波法来处理部分自由电子密度分布函数,提高了电子波函数、电子占据数等原子参数的计算精度.通过平均近似处理,给出了劈裂的能带,从而改善了物质电子状态方程的计算精度.作为算例,计算了Mo,Au等元素的原子能量、电子压强、熵及定容热容. 关键词： 自洽场原子结构 原子能量     

CdS掺Ti和Co几何结构及电子结构的密度泛函理论研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法，对闪锌矿结构CdS和CdS：M（M=Ti，Co）几何结构、电荷分布、能带结构和电子态密度等进行了系统研究．几何结构研究对晶格参量进行了优化计算，Co和Ti原子掺入CdS后晶格常数均减小，晶格发生局部畸变．电荷密度计算表明，对于掺Co体系，近邻的S原子电荷分布变化明显，即有更多电子转移到S原子，同时次近邻Cd原子周围的电子分布也受到影响；对于Ti体系，邻近S原子电荷分布变化不明显，次近邻Cd原子周围电荷也没有重新分布．能带结构和态密度分析表明，由于Co3d和Ti3d电子的引入，CdS：Co成为铁磁半导体，而CdS：Ti为简并半导体．