四体相互作用对固氦压缩特性的贡献

运用从头计算自洽场方法和原子团簇理论计算了高压下固氦原子间的四体势分量.计算结果表明四体分量对结合能的贡献为正；随着压缩度增大四体势的贡献比例变大.采用两体、三体、四体势和Aziz吸引势计算固氦零温状态方程并与实验测量相比较，结果表明两体势对固氦的压缩性贡献了过多的正效应，加入三体分量的修正，仅在低于10GPa时理论值与实验值相符很好，但考虑了四体势修正后能将理论值与实验值符合程度提高到 27GPa. 关键词： 状态方程 固氦 四体势 从头计算     

固氢金属化转变压力的理论计算

 利用简单金属的赝势理论方法计算了固氢的金属转变压力,并探讨了金属氢可能的晶体结构及力、热物性。计算结果表明,在绝对零度条件下,分子态固氢（HCP结构）向原子相金属氢（FCC结构）的转变压力p_t=465.95 GPa。     

多体相互作用对高压固氦状态方程的影响

采用量子化学自洽场方法及原子团簇理论对固氦晶格原子势能进行多体展开，定量确定了最近邻原子间距R在0.26—0.175nm之间，短程的两体到五体相互作用对晶体结合能及压缩特性的贡献，并对不同间距下多体展开式的截断位置进行了讨论. 结果表明：当最近邻原子间距R在0.26—0.175 nm之间取值，在具有hcp相结构的晶格中，氦原子势能的多体展开式是一收敛的交错型级数，该级数中两体项、四体项为正值，而三体项、五体项为负值. 当R在0.26—0.23 nm之间取值时, 仅保留级数中两体和三体项就能很好地描述晶格原子势能；当R在0.23—0.20 nm之间取值，多体展式需要展开到四体相互作用项；当R在0.20—0.175 nm之间取值必须再加入五体项贡献. 考虑到五体相互作用后，理论计算已能圆满地解释目前固氦等温压缩数据，其最大压力达 60GPa. 关键词： 固氦 状态方程 多体相互作用     

界面对ZrN/TaN纳米多层膜固氦性能的影响

采用射频磁控溅射方法, 在混合气氛下制备了ZrN/TaN多层膜. 利用X射线衍射、慢正电子束分析、增强质子背散射、扫描电子显微镜, 分别对ZrN/TaN多层膜中相结构、氦相关缺陷、氦含量、截面形貌等进行了分析. 结果表明, 调制周期为30 nm的ZrN/TaN多层膜在600℃退火后, 氦的保持率仍能达到45.6%. 在适当的调制周期下, ZrN/TaN多层膜能够耐氦损伤并且其界面具有一定的固氦性能. 关键词： ZrN/TaN 纳米多层膜 界面 固氦     

高密度氦相变的分子动力学研究

采用分子动力学方法结合对关联函数分析计算了0–1000 K范围内氦的固–液相变曲线, 与实验数据的对比显示, 在0–500 K之间与实验数据符合很好, 500 K以上还没有相应的实验数据. 另外, 计算了钛金属中不同尺寸氦泡的压强, 并与高密度氦的固–液相变曲线进行了对比. 结果显示, 在低温条件下, 随着温度的降低, 钛晶体中可能会出现固态氦泡; 在300 K以上不会存在固态氦泡.     

基于第一性原理的固氦零点振动能的量子理论计算

基于第一性原理,运用原子团簇理论和Hartree-Fock Self-Consistent-Field从头算法计算了高压固氦hcp结构在平衡位置r=1.75-2.6附近的原子相互作用能,并使用1stOpt软件拟合出固氦的零点振动频率,得到零点振动能、Gruneisen系数及零点振动压强,最后与实验值做了比较.结果表明:固氦晶体在其各自平衡位置附近的运动可近似为简谐振动;固氦晶体的零点振动频率随着摩尔体积的增大而减小;零点振动能占多体相互总能的比例超过5%,已不可忽略,其比例随摩尔体积的增加而增大;零点振动能随原子间距和摩尔体积的增大而减小;Gruneisen系数随着摩尔体积的增大而增大,并始终处于1和2之间;零点振动引起的压强与实验值曲线趋势完全一致,但比实验值稍小,零点振动压强对总压强的贡献随着摩尔体积的增大由8%增大到50%左右,由此引起的零点振动压强值的贡献越来越大.     

基于第一性原理的固氦零点振动能的量子理论计算

基于第一性原理,运用原子团簇理论和Hartree-Fock Self-Consistent-Field从头算法计算了高压固氦hcp结构在平衡位置r=1.75-2.6Å附近的原子相互作用能,并使用1stOpt软件拟合出固氦的零点振动频率,得到零点振动能、Gruneisen系数及零点振动压强,最后与实验值做了比较.结果表明：固氦晶体在其各自平衡位置附近的运动可近似为简谐振动;固氦晶体的零点振动频率随着摩尔体积的增大而减小;零点振动能占多体相互总能的比例超过5%,已不可忽略,其比例随摩尔体积的增加而增大;零点振动能随原子间距和摩尔体积的增大而减小;Gruneisen系数随着摩尔体积的增大而增大,并始终处于1和2之间;零点振动引起的压强与实验值曲线趋势完全一致,但比实验值稍小,零点振动压强对总压强的贡献随着摩尔体积的增大由8%增大到50%左右,由此引起的零点振动压强值的贡献越来越大.     

分形基底上受限固-固模型动力学性质的数值模拟研究

为了探讨非完整基底结构对生长表面动力学行为的影响,本文在具有相同分形维数而不同谱维数的谢尔宾斯基箭头和蟹状分形基底上对受限固-固(restricted solid-on-solid,RSOS)模型的生长过程进行了大量的数值模拟研究.通过计算表面宽度和饱和表面极值高度的统计行为对生长表面的动力学行为进行了分析.结果表明,分形基底结构对生长表面的动力学行为具有显著的影响.尽管在两种基底上受限固-固模型的表面宽度均表现出很好的动力学标度行为,仍然满足Family-Vicsek标度规律,但由此计算得到的动力学标度指数并不相同.饱和生长表面的极值高度并不能满足三种常用的极值统计分布,即Weibull,Gumbel和Frechet分布,而是能很好地符合Asym2Sig分布.     

多元醇固—固相变机理的研究

多元醇在一定温度下发生固—固相变,大量文献都报道了它们的固—固相变焓、相变温度以及相图,并认为相变焓与氢键有关.本文以IR 光谱测试结果以及量热实验结果为基础,定量探讨了NPG(neopentylglycol),PG(pentaglycerino),PE(pentaerythritol)的固—固相变焓与氢键的关系,进一步解释了相变的机理:NPG,PG,PE分子在发生固—固相变前,—OH形成分子间氢键,分子具有层状结构.相变后,NPG,PG,PE分子沿着层面移动,移动过程中部分氢键断裂,分子发生相变时所吸收 关键词： 固—固相变 相变焓 氢键 红外光谱     

He与HD、HT、DT碰撞的转动激发研究

采用Tang-Toennies势模型,通过坐标变换,得到了氦原子与氢的非对称同位素替代分子体系在质心坐标系中的势能函数.在此基础上,计算了上述体系的低能碰撞转动激发截面.文中最后讨论了氦原子与氢的非对称同位素替代体系碰撞的微分截面的变化规律     

固态氦的理论等温压缩线

 基于团簇理论并计及邻近和次邻近原子对中心原子的屏蔽作用，我们用完全量子力学方法计算了hcp结构固态氦的原子多体作用排斥势和等温压缩线。计算结果与5~25 GPa范围的静高压实验结果吻合较好。表明本文方法与过去提出的原子相互作用势相比，是合理的和比较好的。本文还对Aziz二体势、Loubeyre三体势和Ross和Young等效势的局限性做了讨论。     

Atomic origins of solid helium bubbles in tungsten

Solid helium bubbles were directly observed in the helium ion implanted tungsten（W）, by different transmission electron microscopy（TEM） techniques at room temperature. The diameters of these solid helium bubbles range from1 nm to 8 nm in diameter with the mean bubble size about 3 nm. The selected area electron diffraction（SAED） and fast Fourier transform（FFT） images revealed that solid helium bubbles possess body-centered cubic（bcc） structure with a lattice constant of 0.447 nm. High-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy（HAADF-STEM）images further confirmed the existence of helium bubble in tungsten. The present findings provide an atomic level view of the microstructure evolution of helium in the materials, and revealed the existence of solid helium bubbles in materials.     

两种固体席夫碱15N化学屏蔽研究中的分子内氢键作用

应用量子化学基本原理,对两种固体化合物席夫碱类的¹⁵N化学位移的分子内氢键效应进行了研究.为简化计算,本文在计算过程中采用一种简化模型.其分子几何结构参数采用优化值.本文结果表明:理论值成功地再现了两种固体化合物的¹⁵N化学屏蔽值,证实了¹⁵N在分子内氢键形成过程中的屏蔽行为.本文证实当有分子内氢键形成时(大约为0.2nm),¹⁵N化学位移向高频区大约移动50ppm.本文结果对理论上定量估计氢键强度可能会有重要作用.     

Dynamics of muonic atom cascade in hydrogen-helium mixtures

The deexcitation of excited muonic protium and deuterium in the mixture of hydrogen and helium isotopes is considered. Methods of experimental determination of the probability of direct atomic muon capture by hydrogen and muon transfer rates from excited muonic hydrogen to helium are proposed. Theoretical results for the population of the muonic atoms in the ground state, , are compared with the existing experimental data. Results obtained for mixtures are of interest for investigation of nuclear fusion in muonic molecules. Received: 6 August 1998 / Revised: 1st October 1998 / Accepted: 2 October 1998     

Experimental study on the system of Cl/Cl_2/He/HN_3/I_2

Using a microwave generator, chlorine diluted by helium was dissociated to chlorine atoms that subsequently reacted with hydrogen azide to produce the excited states of NCl(a1△). Meanwhile, molecular iodine with carrier gas of helium reacted with atomic chlorine to produce atomic iodine which then was pumped to excited state of I(2P1/2) by an energy transfer reaction from NCl(a1△). In this paper, the changes of NCl(a1△) and NCl(b1∑) emission intensity is presented when I2/He is introduced into the stream of Cl/Cl2/He/HN3/NCl(a1△)/NCl(b1∑). The dependences of atomic iodine I(2P1/2) on flow rates of gases were also investigated. The optimum parameters for I(2P1/2) production are given.     

Laser cooling and trapping of metastable helium: towards Bose–Einstein condensation

Metastable triplet helium is an interesting atom, next to the alkalis and atomic hydrogen, to pursue Bose–Einstein condensation. In this paper an overview of the relevant physics of triplet helium and experimental progress in Amsterdam towards reaching Bose–Einstein condensation is described.     

Electron and positron impact ionization of atomic hydrogen and helium using CPB approximation with post-collision interaction

Triple differential cross-sections for the electron and positron impact ionization of atomic hydrogen and helium are calculated in a first order model using a product of two Coulomb wavefunctions for the final state continuum electrons supplemented by post-collision interaction effects.