Numerical Solution of the spin-3/2 Heisenberg Antiferromagnetic Chains Using a Projector Method

An efficient projector method is used to calculate the energies of the ground state and the first excited state, and hence the energy gap between them, of the spin-3/2 Heisenberg antiferromagnetic chains with linear sizes up to N = 32. For the chains up to N = 8 the exact results are obtained, and for longer chains up to N = 32 they are estimated by imposing on Monte Carlo technique. It is found that the size dependence of the ground state energy per site has the form of [eo(N) - eo] ～ 1/N², and the value of the ground state energy per site as N→∞ is eo = -2.8248. Our results show that the energy gap trends to zero as N→∞, which is consistent with the rigorous proof.     

Numerical Solution of the spin-1/2 Heisenberg Antiferromagnetic Chains Using a Projector Method

An efficient projector method is proposed to calculate the energy gap between the ground,state and the first excited state of the spin-1/2 Heisenberg antiferromagnetic chains. We exactly computed the two lowest-lying energies for the magnetization S_t^z= 0 and the lowestlying energy for S_t^z=±1 on chains up to 16 spins. The lowest-lying energy stat6 for S_t^z= 0 is a singlet ground state. The second lowest-lying energy state for S_t^z= 0 and the lowestlying energy states for S_t^z=±1 are triplet degenerate, which are the first excited energy states. We also imposed the Monte Carlo technique to estimate the lowest-lying energies for both S_t^z= 0 and 1 on longer chains up to 32 spins. We found that the singlet-triplet energy gap trends to zero as N→∞.     

硼球烯B_(40)在外电场下的基态性质和光谱特性

以6-31G*为基组,采用密度泛函PBE0方法研究了不同外电场(0—0.060 a.u.)对硼球烯B_(40)的基态几何结构、电荷分布、能量、电偶极矩、能隙、红外及拉曼光谱特性的影响;继而采用含时的TD-PBE0方法研究了硼球烯B_(40)在外电场下的电子光谱.研究结果表明:外电场的加入导致分子对称性降低,当电场从0 a.u.变化到0.060 a.u.时,偶极矩逐渐增加,体系总能量和能隙一直减小;外电场的加入将改变红外和拉曼光谱特征,如谐振频率的移动以及红外和拉曼峰的增强或减弱;外电场对硼球烯B_(40)的电子光谱影响较大,当电场从0 a.u.变化到0.060 a.u.时,电子光谱发生红移,同时对振子强度有很大影响,原来振子强度最强的激发态变弱或成为禁阻跃迁,而原来振子强度很弱或禁阻的激发态变得最强.可以通过改变外电场来改变B_(40)的基态性质,以及控制B_(40)的光谱特性.     

二维反铁磁Heisenberg模型(s=1/2)的低能性质研究

利用一种有效的Monte Carlo簇团迭代方法进行了关于二维反铁磁Heisenberg量子模型的数值研究。比较手征微扰理论的有关解析结果,在有限温度和有限体积下精确地确定了该系统的重要低能参数:基态能量密度e_o=-0.6693(1)J/a²,参差磁化强度M_s=0.3076(4)/a²,自旋波速度?c=1.68(1)Ja和自旋块度(spin stiffness)ρ_s=0.185(5)J。计算结果与 关键词：     

磁场对石墨烯中弱耦合极化子性质的影响

研究了磁场作用下石墨烯中电子与表面光学声子弱耦合情况下的极化子的性质。采用线性组合算符和Pekar变分法分别推导出了石墨烯中弱耦合极化子的基态能量E₀、第一激发态能量E₁和跃迁频率ω随磁场强度B和德拜截止波数k_d之间的变化关系。数值计算结果表明,极化子的基态能量E₀随磁场强度B变化的曲线（k_d一定时）和E₀随k_d的变化曲线（B一定时）均会分裂成对称的两条,并且当B一定时E₀的绝对值随k_d的增加而增加。在k_d一定时,极化子的第一激发态能量E₁和跃迁频率ω均为磁场B的增函数;在B一定时,E₁和ω均随k_d的增加而增大。     

Energy Spectra and g Factors of α-A1203:Cr3+ and α-A1203:Mn4+

By diagonalizing the complete d³ energy matrix in a trigonally distorted cubicfield and using the wavefunctions from it, unified calculations of the whole energy spectrum as well as the g factors of the ground state and t₂^{3 2} E excited states for α-A1₂0₃:Cr³⁺ and α-A1₂0₃:Mn⁴⁺ have been carried out respectively. A11 the calculated results are in very good agreement with the experimental data. The comparison between the results of the two crystals has been made, which demonstrates that the covalency of α-A1₂0₃:Mn⁴⁺ is stronger than the one of α-A1₂0₃:Cr³⁺. For the zero-field splittings of the ground state and t₂^{3 2} E , their physical origins are revealed; the comparison and analysis of their values of the two crystals have been made.     

大气压空气纳秒脉冲阵列式线-线SDBD等离子体的电学及发射光谱特性研究

提出了一种阵列式线-线沿面介质阻挡放电结构,利用双极性高压纳秒脉冲电源,在大气压空气中激励产生了相对大面积的放电等离子体。其中,高压电极、地电极均为圆柱形金属,放电反应器由20组相间排列的阵列式线型高压电极和套有介质管的阵列式线型地电极组成。利用电压探头、电流探头、示波器等测量了放电电压和放电总电流,并计算得出了放电的实际电流。利用光纤、光栅光谱仪、CCD等测量了波长范围在300～440 nm和766～778 nm的发射光谱,即氮分子第二正带N₂ (C3Π_u→B3Π_g)包括Δν= +1, 0, -1, -2, -3、氮分子离子第一负带N+₂(B2Σ+_u→X2Σ+_g),N₂ (B3Π_g→A3Σ+_u)和O (3p5P→3s5S₂)的发射光谱。比较了氮分子第二正带N₂ (C3Π_u→B3Π_g)的各个振动峰和各个活性物种的发射光谱强度,以及这些发射光谱强度随着脉冲峰值电压的变化。测量了N₂(C3Π_u→B3Π_g, 0-0)的二次、三次衍射光谱,与原始光谱在转动带、背景光谱等方面进行了比较,并计算了二次衍射和原始光谱之间的峰值比。利用氮分子第二正带N₂ (C3Π_u→B3Π_g, Δν=+1, 0, -1, -2)和氮分子离子第一负带N+₂ (B2Σ+_u→X2Σ+_g, 0-0)模拟了等离子体的转动温度和振动温度,对模拟结果进行了比较,并研究了脉冲峰值电压对等离子体振动温度和转动温度的影响。通过测量放电的电压和计算得到的放电电流发现,当脉冲峰值电压为22 kV,脉冲重复频率为150 Hz时,阵列式线-线沿面介质阻挡放电的放电电流在正脉冲、负脉冲两个方向上均可达75 A左右。通过诊断放电等离子体的发射光谱发现,在测量的波长范围内,放电产生的活性物种主要有氮分子第二正带N₂ (C3Π_u→B3Π_g)、氮分子离子第一负带N+₂(B2Σ+_u→X2Σ+_g),N₂ (B3Π_g→A3Σ+_u)和O (3p5P→3s5S₂)。在脉冲峰值电压22～36 kV的变化范围内,氮分子第二正带N₂(C3Π_u→B3Π_g, 0-0)的发射光谱强度始终保持最强,N₂ (B3Π_g→A3Σ+_u)次之,而氮分子离子第一负带N+₂(B2Σ+_u→X2Σ+_g)和O (3p5P→3s5S₂)的发射光谱强度较弱。同时,当脉冲峰值电压升高时,氮分子第二正带N₂ (C3Π_u→B3Π_g)的所有振动峰,以及氮分子离子第一负带N+₂(B2Σ+_u→X2Σ+_g),N₂ (B3Π_g→A3Σ+_u)和O (3p5P→3s5S₂)的发射光谱强度均随之升高。通过比较氮分子第二正带N₂(C3Π_u→B3Π_g, 0-0)的原始、二次衍射、三次衍射光谱发现,二次、三次衍射光谱的转动带更清晰,但三次衍射光谱的背景更强,因此氮分子第二正带N₂(C3Π_u→B3Π_g)的二次衍射光谱更有利于模拟等离子体的转动温度。通过比较模拟得到的振动温度和转动温度发现,氮分子第二正带N₂ (C3Π_u→B3Π_g, Δν=-2)在N₂ (C3Π_u→B3Π_g)四个谱带Δν=+1, 0, -1, -2中最适于模拟等离子体振动温度,而利用氮分子离子第一负带N+₂ (B2Σ+_u→X2Σ+_g,0-0)模拟得到的等离子体转动温度要比N₂ (C3Π_u→B3Π_g, Δν=-2)的模拟结果高约10～15 K。同时,当脉冲峰值电压升高时,由N₂ (C3Π_u→B3Π_g, Δν=-2)和N+₂ (B2Σ+_u→X2Σ+_g, 0-0)模拟得到等离子体的转动温度均出现了略微上升的趋势,而利用N₂ (C3Π_u→B3Π_g, Δν=-2)模拟得出的振动温度则略微下降。     

自辐射场下UN2分子的光谱研究

对铀原子和氮原子分别使用相对论有效原子实势和6-311+G(d)基组, 采用优选的密度泛函B3P86方法, 研究了铀本身产生自辐射场(-0.005–0.005 a.u.)作用下UN₂基态分子的能隙E_g和谐振频率ν. 结果表明: UN₂分子在自辐射场中反对称伸缩振动频率ν₃(σ_g)和对称伸缩振动频率σ₁(σ_g)与实验值1051.1 cm^-1和1008.3 cm^-1 基本符合; E_g随自辐射场场强的增大而趋于减少, 占据轨道的电子容易被激发至空轨道而形成激发态; UN₂分子在自辐射场中趋于不稳定, N₂, O₂等更容易扩散到表面内层而腐蚀铀表面, 加剧了铀在自辐射场中的腐蚀.     

SF分子基态及低激发态势能函数与光谱常数的研究

采用含Davidson修正的内收缩多参考组态相互作用的方法和考虑相对论修正, 在价态范围内的最大相关一致基 aug-cc-pV6Z 的条件下, 对SF分子的基态²∏及几个低激发态⁴∑^-, ²∑^-, ²Δ进行了势能扫描计算. 对SF分子的势能曲线进行拟合, 得到了该分子的光谱常数R_e, ω_e, ω_eχ_e, D₀, D_e, B_e和 α_e, 通过比较发现它们与已有的实验结果较为一致. 利用SF分子的势能曲线, 通过求解双原子分子核运动的径向Schrödinger方程得到J=0 时SF分子所计算各电子态的多个振动态. 对于每一振动态, 分别计算了振动能级、惯性转动常数和离心畸变常数. 关键词： SF 势能曲线 光谱常数 分子常数     

LiAl分子基态、激发态势能曲线和振动能级

利用单双激发多参考组态相互作用方法获得了LiAl分子基态X¹∑⁺及七个激发态a³∏, A¹∏, b³∑⁺, c³∑⁺, B¹∏, C¹∑⁺, d³∏的势能曲线, 通过势能曲线得到各态的平衡核间距R_e, 进而求得绝热激发能和垂直激发能.计算结果表明:c³∑⁺ 电子态是一个不稳定的排斥态, A¹∏态是一个较弱的束缚态, 其余6个电子态均为束缚态; b³∑⁺与 c³∑⁺态之间存在预解离现象; 8个电子态分别解离到两个通道, 即Li(²S)+Al(²P⁰)与Li(²P⁰)+Al(²P⁰). 接着将势能曲线拟合到Murrel-Sorbie解析势能函数形式, 据此获得各态的光谱数据:基态X¹∑⁺的平衡键长为0.2863 nm, 谐振频率为316 cm^-1, 解离能D_e为1.03 eV, 激发态a³∏, A¹∏, b³∑⁺, c³∑⁺, B¹∏, C¹∑⁺, d³∏的垂直激发能依次为0.27, 0.83, 1.18, 1.14, 1.62, 1.81, 2.00 eV; 解离能依次为1.03, 0.82, 0.26, 排斥态, 1.54, 1.10, 0.93 eV, 相应谐振频率 ω_e为339, 237, 394, 排斥态, 429, 192, 178 cm^-1. 通过求解核运动的薛定谔方程找到了J=0时 LiAl分子7个束缚电子态的振动能级和转动惯量. 关键词： LiAl 光谱常数 势能曲线 振动能级     

基于散射量子行走的完全图上结构异常搜索算法

完全图K_N 上某个顶点连接到图G将破坏其对称性. 为加速定位这类结构异常, 基于散射量子行走模型设计搜索算法, 首先给出了算法酉算子的定义, 在此基础上利用完全图的对称性, 将算法的搜索空间限定为一个低维的坍缩图空间. 以G为一个顶点的情况为例, 利用硬币量子行走模型上的研究结论简化了坍缩图空间中酉算子的计算, 并借助矩阵扰动理论分析算法演化过程. 针对星图S_N 上结构异常的研究表明, 以星图中心节点为界将整个图分为左右两个部分, 当且仅当两部分在N→∞时具有相同的特征值, 搜索算法可以获得量子加速. 本文说明星图上的分析方法和结论可以推广至完全图的坍缩图上. 基于此, 本文证明无论完全图连接的图G结构如何, 搜索算法均可在O(√N) 时间内定位到目标顶点, 成功概率为1-O(1√N), 即量子行走搜索该类异常与经典搜索相比有二次加速.     

氨分子在000和201带的选择光离解

本文利用脉冲紫外激光(UV)选择激发氨分子到?¹A″₂电子激发态的两个最低振动能级ν′₂=0和ν′₂=1(ν₂振动),然后检测新生态H原子的飞行谱(TOF),研究了氨分子的光碎片动力学。光谱证实了最近所测的离解能D₀⁰(H-NH₂)=4.645eV;绝大多数生成的NH₂(X²B₁)基处于非振动激发,但是具有围绕a惯性轴的高度转动激发。通过NH₃(?)的ν′₂=1光离解产生的NH₂(X)基具有较高的内部激发,并且显示了在N=K_a转动能级上的反转布居。 关键词：     

AsCl自由基的基态及激发态的势能函数与光谱常数的研究

利用原子分子反应静力学推导出AsCl自由基的基态及激发态的理解极限. 采用完全活性空间自洽场和含Davidson 修正的内收缩多参考组态相互作用理论方法, 在aug-cc-pV5Z基组下对AsCl自由基进行结构优化计算及单点能扫描计算. 在AsCl自由基基态势能曲线的基础上, 通过Molcas程序拟合出了AsCl的光谱常数D_e, R_e, ω_e, ω_eχ_e, B_e 和α_e. 通过求解双原子分子核运动的径向Schrödinger方程, 找到了J=0 时该分子基态存在的40个振动态. 针对每一振动态, 计算了其振动能级、转动惯量B_ν和离心畸变常数D_ν, 与现有的实验及其他理论相比较, 本文的光谱参数和分子常数结果更准确. 关键词： AsCl 势能函数 光谱常数     

GdB3O6中Gd3+的级联发射特性

报道了Gd³⁺离子在GdB₃O₆基质中的光子级联发射特性。用Hitachi M850荧光分光光度计测定了Gd^{3+ 6}G_J能态的位置和Gd³⁺离子的光子级联发射光谱,Gd³⁺离子的第一个光子发射为⁶G_J→⁶P_J(～600nm)和⁶G_J→⁶I_J(～780nm),第二个光子的发射为⁶P_J→⁸S_7/2(～310nm)。由于⁶D_9/2与⁶I_11/2间能级差(～2900cm^-1)和⁶I_7/2与⁶P_J间能级差(～3900cm^-1)较小,多声子弛豫的几率明显超过辐射跃迁几率。因此,当用⁸S_7/2→⁶G_J(202nm)的紫外光激发时,只能观察到⁶P_J→⁸S_7/2(～310nm)、⁶G_J→⁶P_J(～600nm)和⁶G_J→⁶I_J(～780nm)的发射跃迁,未能观察到⁶I_J→⁸S_7/2(～275nm)和⁶D_J→⁸S_7/2(～250nm)的发射跃迁。     

EFFECT OF THE INERTIAL TERM ON THE CDW TRANSPORT PROPERTIES I. ANALYTIC DEMONSTRATION FOR EXISTING OF THE SUBHARMONIC STEPS DUE TO THE INERTIAL TERM

Including the inertial term and using the singular perturbation method, we solved analy tically the eqtiation of motion for the CDW system βφ+φ-sinφ=e₀+e₁ cosωt in the classical particle model under approximation β << 1 and e₁ << L. The existence of the subharmonic steps has thus been directly demonstrated in good agreement with the experiments on the CDW system.     

A role of solvent in vibrational energy relaxation of metalloporphyrins

The formation of a vibrationally excited photoproduct of metalloporphyrins upon (π, π*) excitation and its subsequent vibrational energy relaxation were monitored by picosecond time-resolved resonance Raman spectroscopy. Stokes Raman bands due to a photoproduct of nickel octaethylporphyrin (NiOEP) instantaneously appeared upon the photoexcitation. Their intensities decayed with a time constant of 300 ps, which indicates electronic relaxation from the (d, d) excited state (B_1g) to the ground state (A_1g), being consistent with the results of transient absorption measurements by Holten and coworkers. Anti-Stokes ν₄ and ν₇ bands for vibrationally excited (d, d) state of NiOEP decayed with time constants of 10 and 300 ps. The former is ascribed to vibrational relaxation, while the latter corresponds to the electronic relaxation from the (d, d) excited state to the electronic ground state. While the rise of anti-Stokes ν₄ intensity was instrument-limited, the rise of anti-Stokes ν₇ intensity was delayed by 2.6±0.5 ps, which indicates that intramolecular vibrational energy redistribution has not been completed in subpicosecond time regime. To study a mechanism of intermolecular energy transfer, solvent dependence of the time constants of anti-Stokes kinetics was investigated using various solvents. No significant solvent dependence of the rise and decay constants was observed for NiOEP. For an iron porphyrin, we observed two phases in intermolecular energy transfer. The fast phase was insensitive to solvent and the slow phase depended on solvents. A model of classical thermal diffusion qualitatively reproduced this behavior. For solute-solvent energy transfer process, low-frequency modes of proteins seem to be less important.     

DWBA and CCBA analysis of selected transitions in the C(d,τ) B reaction at Ed = 80 MeV

Angular distribution of the reaction ¹²C(d,τ) ¹¹B leading to the 3/2⁻ ground state and the 4.44 MeV excited (5/2⁻ state ¹¹B have measured at E_d = 80 MeV up to about 70° and 40°, respectively. The inclusion of second-order processes in the framework of CCBA calculations gives a good reproduction of the 3/2⁻ as well as of the DWBA forbidden 3/2⁻ angular distribution. The strong dependence of the cross section on the sign of the deformation supports a positive β₂ value for ¹¹B.     

电场作用下溴甲烷的光谱和解离特性

采用了密度泛函理论（density functional theory,DFT）,在6-311++G（d,p）基组水平上使用B3LYP方法研究外电场（0-0.05a.u.）对于溴甲烷分子的键长、能隙及解离势能面的影响.结果表明：外加电场的方向和大小对于分子结构和解离势能面均有显著的影响.随着负向外电场（Br-C键方向）从0增加到0.05a.u.,C-Br键的键长先减小后增大,C-H键的键长逐渐增加,分子能隙E_G逐渐减小,C-Br键的str振动频率逐渐增加而IR振动频率逐渐减小.进一步计算发现：随着正向外电场（C-Br键方向）从0增加到0.03a.u.,溴甲烷分子的势能曲线有所降低,解离势垒逐渐减小.因此,可以通过外电场来控制CH₃Br分子的降解.     

CaBa-铝酸盐玻璃中Cr4+谱线宽度随温度的变化

测量了15~300K温度范围内57.5%Al_1.5O-35%CaO-7.5%BaO玻璃中四价铬的发射光谱.这种材料中铬离子的能级处于Tanabe-Sugano图上弱场范围中,最低的激发态是³T₂,发射谱是一个宽带.按照单频近似理论拟合低温下的光谱,得到³T₂能级的零声子线位置E_zp=8400cm^-1,声子能量tω=320cm^-1,黄昆因子S=358.尽管单频近似能够较好地描述低温下的线形,发射光谱宽度随温度的变化却与单频近似理论的结果不符.讨论了这种差别的原因,认为可能的解释是与激发态耦合的声子能量大于与基态耦合的声子能量.     

铁基超导体FeSe0.5Te0.5表面隧道谱的研究

用扫描隧道显微镜/谱仪仔细研究了铁基超导单晶FeSe_0.5Te_0.5样品的表面形貌和隧道谱, 测量到了清晰的表面原子形貌和在空间比较稳定的隧道谱结构．在样品中测量的隧道谱零能态密度比较高, 说明样品里面有比较强的非弹性准粒子散射. 在正能5 mV附近有个较大的背景鼓包, 这一背景在很高温度也未消失. 空间中Se和Te集中的位置会带来高能背景的变化, 超导能隙附近谱的形状大致相同. 较强的非弹性准粒子散射破坏了超导的准粒子散射, 因此没有在二维微分电导图中发现超导准粒子相干散射的特征亮斑.