理想条件下氡及其子体垂直运移实验数据分析

对氡及其子体的长距离运移实验数据进行了分析,发现利用氦氡团簇解释氡的快速向上运移,α粒子的数量远远不够.如果假定氡有很强的从空气中吸附氦气的能力,从而获取足够的氦组成氦氡团簇垂直运移,则又与相关实验中加有氦气后氡及其子体向上、向下运移概率与自然状态相同的结论矛盾.提出氦氡团簇可能不是氡具有快速向上运移能力的主要原因,氡的快速向上运移能力可能另有更深层次的原因,有待进一步深入研究. 关键词： 氡 垂直运移 氦氡团簇     

分子动力学方法研究钛中预存缺陷对氦融合的影响

采用分子动力学方法模拟了在有预存氦空位复合物的体系中氦的迁移和融合,研究了氦融合的各向异性以及氦空位比和氦空位簇大小对氦融合的影响.研究发现:氦迁移的各向异性与体系中是否有氦空位簇无关;氦与氦空位簇的融合主要沿[001]方向;氦二聚物与氦空位簇的融合远快于单个氦原子与氦空位簇的融合.     

金属钛中氦团簇生长行为的分子动力学研究

运用分子动力学方法模拟了常温下金属钛中氦团簇的生长过程.从能量的角度考察了氦团簇的生长机理.研究发现,随着氦团簇的生长,在氦团簇周围逐渐形成位错环缺陷,氦团簇与氦原子的结合能有逐渐下降的趋势,当氦团簇生长到一定尺寸时会通过发射周围缺陷以使得结合能上升,从而增强了进一步吸收氦原子的能力.模拟还发现,随着氦团簇的继续生长,氦团簇的形状由原来的不规则结构逐渐变成了较为规则的棱柱形结构,在随后的生长过程中其生长仅在（001）平面进行,沿［001］轴的厚度几乎不变. 关键词： 氦团簇 缺陷发射 分子动力学模拟     

金属钛中氦团簇融合的分子动力学模拟

运用分子动力学方法研究了金属钛中氦的扩散聚集行为.在300—800K的温度范围内,模拟了钛基底中氦团簇之间的融合过程.研究发现,温度的升高会加快氦团簇的融合.在300—800K,融合后的氦团簇在所模拟的时间尺度内三维结构保持不变.模拟结果还表明,常温下氦团簇之间的吸引力是导致氦团簇融合的重要因素. 关键词： 氦团簇 团簇融合 分子动力学模拟     

金属钨中氦行为的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了氦在金属钨中的扩散聚集行为. 首先,建立了氦与钨原子间相互作用势,短程部分采用ZBL势形式,长程部分采用从头算法数据,实现了两者之间的平滑连接. 通过计算氦在钨中不同间隙位的形成能发现,单个氦原子更易存在于金属钨中的四面体间隙位,这与最新的研究成果是一致的. 在400-1200 K的温度范围内,考察了氦原子在金属钨中的扩散行为,获得了扩散迁移能,其值介于实验值和从头算法结果之间. 最后,研究了氦的聚集行为,从能量的角度考察了氦团簇形成初期的生长机理. 研究发现,在氦团簇形成初期,氦团簇对氦的结合能随着氦团簇的生长有逐渐增大的趋势,说明氦团簇吸收氦的能力逐渐增强. 关键词： 氦扩散 氦团簇 辐照损伤 分子动力学模拟     

氦团簇及氦间隙原子在钨中的稳定性研究

首先采用分子动力学方法研究了在钨中预存氦-空位团簇（He_nV₂₂）后氦原子结合能与氦-空位比的关系。研究发现:当氦-空位比小于4.5时,氦原子结合能随氦-空位比呈线性减小趋势;当氦-空位比大于4.5时,氦原子的结合能随氦-空位比出现剧烈振荡的现象,这种现象是由于钨中预存氦-空位团簇随机挤出位错环使体系能量骤降所导致的。与此同时,氦-空位团簇周围出现了一些处于亚稳态的fcc结构和hcp结构的钨。为了研究氦团簇周围压强对钨基体相变的影响,本文利用第一性原理对钨的三种结构进行了高压相变计算,发现静水压力不能使钨的三种结构互相转变。另外,通过对bcc钨和fcc钨中四面体间隙氦原子和八面体间隙氦原子电荷密度差的计算,发现bcc钨中四面体间隙氦原子的稳定性高于八面体间隙氦原子的稳定性,而在fcc钨中四面体间隙氦原子的稳定性弱于八面体间隙氦原子的稳定性。     

嵌入原子法计算金属钚中点缺陷的能量

钚因放射性衰变而出现老化效应.钚中点缺陷的性质和行为是理解钚老化效应的一个基础和前提.运用分子动力学模拟技术,计算了金属钚中点缺陷和点缺陷团簇的形成能和结合能.其中钚-钚、钚-氦和氦-氦相互作用势分别采用嵌入原子多体势、Morse对势和Lennard-Jones对势.计算结果表明,单个自间隙原子易以〈100〉哑铃状形态存在;间隙氦原子在理想晶格的八面体间隙位置相对较为稳定;氦原子与空位的结合能较大,在钚的自辐照过程中两者易于结合并形成氦-空位团簇;氦-空位团簇的形成能随氦原子数的增加而增大,当氦与空位的数     

显现超流体最初端倪的分子--氦团簇

最近 ,文章作者所在的研究小组发表了数篇关于氦原子数多达二十的气相分子团簇的振动转动光谱的实验观测 .研究结果表明 ,N2 O分子和CO2 分子的氦团簇在氦原子数为 7个和 6个时就分别显示出分子超流体现象的开端 .文章简要地介绍了这些实验光谱观测的最新进展及其背景和物理意义     

多体作用对氦原子团簇He9压缩特性的贡献

 采用Lowdin方法计算了处于压缩状态的氦原子团簇He₉体心立方向型的排斥势及其多体分量，并由此计算出团簇微观压强及其多体分压强。结果发现，多体作用对氦原子团簇He₉压缩特性贡献较大。在相同体积下，由两体近似方法计算的体系压强比多原子体系实际压强偏高10%~30%；考虑三体分压强修正后，近似理论的计算值又会偏低1.5%~10%；只有同时考虑三体、四体修正后，近似理论计算值与实际多原子体系的压强值基本一致。团簇He₉所表现出的压缩特性与固态氦的实验结果相符合。     

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     

对理想条件下Rn及其子体垂直运移实验数据的再分析

当1个Rn与8个以上的He原子结合成团簇后,该团簇可以克服重力向上运移;当与1个Rn结合的He原子少于8个时,该团簇将向下运移.因此向上运移的RnHe团簇的平均原子数要明显大于向下运移的RnHe团簇的平均原子数.对Rn及其子体的长距离运移实验数据进行分析表明：在不考虑扩散的情况下,平均每个Rn需要与7.5个He原子结合,则铀矿石源所能提供的He原子数量可能不够;如果考虑扩散的情况,平均每个Rn只需与4.26—5.57个He原子结合,则铀矿石源可以提供足够数量的He.这一推导结果说明,在采用团簇运移机制解释Rn及其子体垂直运移实验结果时,不能忽略扩散运移的存在. 关键词： Rn 垂直运移 RnHe团簇     

Structural evolution in the crystallization of rapid cooling silver melt

The structural evolution in a rapid cooling process of silver melt has been investigated at different scales by adopting several analysis methods. The results testify Ostwald’s rule of stages and Frank conjecture upon icosahedron with many specific details. In particular, the cluster-scale analysis by a recent developed method called LSCA (the Largest Standard Cluster Analysis) clarified the complex structural evolution occurred in crystallization: different kinds of local clusters (such as ico-like (ico is the abbreviation of icosahedron), ico-bcc like (bcc, body-centred cubic), bcc, bcc-like structures) in turn have their maximal numbers as temperature decreases. And in a rather wide temperature range the icosahedral short-range order (ISRO) demonstrates a saturated stage (where the amount of ico-like structures keeps stable) that breeds metastable bcc clusters. As the precursor of crystallization, after reaching the maximal number bcc clusters finally decrease, resulting in the final solid being a mixture mainly composed of fcc/hcp (face-centred cubic and hexagonal-closed packed) clusters and to a less degree, bcc clusters. This detailed geometric picture for crystallization of liquid metal is believed to be useful to improve the fundamental understanding of liquid–solid phase transition.     

铝氢化物(AlHn)(n=1-6)团簇结构与光谱的研究

采用密度泛函(DFT)中的B3P86方法,在Dunning的相关一致基组cc-PVTZ水平上,对铝氢化物(AlHn)(n=1-6)团簇的可能几何构型进行优化计算,得出最稳定构型的几何参数、电子结构、振动频率和光谱等性质参数,并给出了最稳定结构的总能量(ET)、结合能(EBT)、平均结合能(Eav)、电离势(EIP)、能隙(Eg)、费米能级(EF)和氢原子差分吸附能(Ediff)等．结果表明铝氢化物团簇基态稳定结构的电子态分别为：n为奇数为单重态 和 ,n为偶数为双重态 和 ;由于Al原子属于缺电子原子,能与等电子原子H化合,通过氢桥键形成氢化物,本文优化计算发现,铝氢化物团簇最稳定的构型都存在氢桥键,且n为奇数的氢化物的氢桥键作用比相邻偶数的氢化物强．最后计算了铝氢化物团簇最稳定结构的红外光谱、平均结合能、电离势、能隙和费米能级等动力学电子特性,分析得出(AlHn)(n=1-6)团簇中AlH3的电离势和能隙最大,说明该氢化物最稳定,氢原子差分吸附能最大．     

铝氢化物(AlHn)(n=1-6)团簇结构与光谱的研究

采用密度泛函(DFT)中的B3P86方法，在Dunning的相关一致基组cc-PVTZ水平上，对铝氢化物(AlHn)(n=1-6)团簇的可能几何构型进行优化计算，得出最稳定构型的几何参数、电子结构、振动频率和光谱等性质参数，并给出了最稳定结构的总能量(ET)、结合能(EBT)、平均结合能(Eav)、电离势(EIP)、能隙(Eg)、费米能级(EF)和氢原子差分吸附能(Ediff)等．结果表明铝氢化物团簇基态稳定结构的电子态分别为：n为奇数为单重态 和 ，n为偶数为双重态 和 ；由于Al原子属于缺电子原子，能与等电子原子H化合，通过氢桥键形成氢化物，本文优化计算发现，铝氢化物团簇最稳定的构型都存在氢桥键，且n为奇数的氢化物的氢桥键作用比相邻偶数的氢化物强．最后计算了铝氢化物团簇最稳定结构的红外光谱、平均结合能、电离势、能隙和费米能级等动力学电子特性，分析得出(AlHn)(n=1-6)团簇中AlH3的电离势和能隙最大，说明该氢化物最稳定，氢原子差分吸附能最大．     

Passive mode locking and formation of dissipative solitons in electron oscillators with a bleaching absorber in the feedback loop

The mechanisms of passive mode locking and formation of ultrashort pulses in microwave electron oscillators with a bleaching absorber in the feedback loop have been analyzed. It is shown that in the group synchronism regime in which the translational velocity of particles coincides with the group velocity of the electromagnetic wave, the pulse formation can be described by the equations known in the theory of dissipative solitons. At the same time, the regimes in which the translational velocity of electrons differs from the group velocity and the soliton being formed and moving along the electron beam consecutively (cumulatively) receives energy from various electron fractions are optimal for generating pulses with the maximal peak amplitudes.     

Electromigration of Small Vacancy Clusters on the (100) Copper Surface

The electromigration of small vacancy islands on the Cu(100) surface has been studied using the self-learning kinetic Monte Carlo method. The dependence of the drift velocity of vacancy clusters on their size, temperature of the substrate, and magnitude and direction of the electric current density has been obtained. It has been shown that the dependence of the drift velocity of small clusters on their size has a pronounced oscillatory character. These oscillations are due to the difference in the mechanisms of diffusion of “fast” and “slow” clusters. It has been found that events associated with the diffusion of dimers should be taken into account for the correct simulation of the electromigration of vacancy clusters.     

Maturing process of solitary wave train in a step-down chain

In a step-down chain a solitary wave (SW) evolves into an SW train (SWT), but the formation of well-defined SWT takes time and space and little is known of the process from immature into mature SWT. We therefore perform a detailed numerical study of this process by analysing the local velocity amplitude and peak overlap of immature ordered SWs. The first SW continuously increases to maximal velocity amplitude and peak overlap until it is matured, but for following SWs there exist a minimal and maximal value of local velocity amplitude and, a minimal and maximal value of local peak overlap, clarifying the details of the energy propagation along the stepped chain. The immature and mature SWTs show the same dependence of the phase velocity on the SWs sequence. These provide guidelines for when or where the attention should be paid in the study of SWT.     

入射速度对长杆弹垂直侵彻行为的影响规律

 以长杆弹垂直侵彻半无限厚靶板为研究对象,分析了弹体最大侵彻深度与入射速度的关系,研究了弹体入射速度对侵彻最大深度的影响规律。研究表明：靶板的强度和界面效应使弹体在侵彻过程中存在一个临界速度,当入射速度大于临界速度时,弹体的侵彻才能通过开坑阶段进入准稳定阶段,它是造成当入射速度较小时侵彻深度随入射速度的提高而几乎不变或缓慢增加的主要原因;准稳定侵彻过程中弹体速度和侵彻速度基本不变,并且两者存在线性关系,这种关系只与弹体和靶板的材料性能有关,是造成当入射速度较大时侵彻深度随入射速度的提高呈快速线性增大的主要原因。     

Deformation of slow liquid and solid clusters upon deposition: A molecular-dynamics study of Al cluster impact on an Al surface

Using molecular-dynamics simulation, we investigate the self-deposition of Al_n clusters (n < 4000) on an Al substrate at velocities below the velocity of sound. Both cold crystalline and hot liquid clusters are studied. We examine the cluster deformation after impact on the surface, which we quantify by its height and base radius. At a given cluster velocity, the shape of deposited crystalline clusters is rather independent of the cluster size; only at small cluster sizes, n ? 40, the clusters are less strongly deformed. With increasing cluster size, liquid clusters are more strongly deformed than crystalline clusters. Faster projectiles become more strongly flattened by the deposition process. Even clusters depositing with vanishing velocity show a finite deformation, which is considerable for smaller clusters. At large cluster speed, clusters penetrate deeper into the (1 0 0) surface than into the (1 1 1) surface and also deform more strongly.