金属Nb的Finnis-Sinclair势开发及势函数形式对材料性能的影响

对于计算材料科学的研究者来说,经常由于找不到合适的原子间势而工作受阻.本文将在Finnis-Sinclair势的框架下,通过开发金属Nb的Finnis-Sinclair势而给出较详细的原子间势拟合、检验、修正的过程.首先建立原子间势与材料宏观性能之间的关系,然后通过再现金属Nb的结合能、体模量、表面能、空位形成能及平衡点阵常数的实验数据的方法拟合金属Nb的Finnis-Sinclair势.利用所构建的原子间势计算金属Nb的弹性常数、剪切模量及柯西压力来检验势函数.讨论势函数曲线形状对间隙形成能的影响,进而根据间隙能的计算数据修正已构建的原子间势.讨论截断距离的处理方法.本文的结果一方面为构建原子间势函数库提供资料,为构建与Nb相关的合金原子间势奠定基础;另一方面,为开发和改善原子间势质量提供方法和依据.     

惰性气体原子间相互作用势比较研究

原子间相互作用势是预测惰性气体输运性质的必要输入条件. 文章对描述惰性气体原子间相互作用的Lennard-Jones势、指数排斥势、Hartree-Fock-Dispersion-B (HFD-B)势和唯象势的形式和特点进行了分析. 基于Chapman-Enskog方法, 计算得到了惰性气体在300–5000 K温度区间内基于四种原子相互作用势的黏性和热导率, 并与文献报道的实验和理论计算结果进行了比较. 研究结果表明, 基于Hartree-Fock排斥理论与色散理论发展起来的HFD-B势能够合理反映惰性气体原子相互作用的趋势与特征, 因而可以较好地预测惰性气体的宏观输运性质.     

碱土金属原子与Ne原子间相互作用势的理论计算

本文基于无任何可调参数的势模型计算了碱土金属原子(Be、Mg、Ca、Sr、Ba)与Ne原子间相互作用势,得到的势能曲线及势阱位置和深度与现有的从头计算结果符合较好.本文的计算结果进一步验证了碱土金属原子与稀有气体原子间交换能主要来自碱土金属原子最外层s电子与稀有气体原子最外层p电子之间的交换作用.     

液氦的冲击压缩理论计算及其等效两体作用势的考察

 选择exp-6势为参考势，运用变分液体微扰理论计算了液氦体系的一次冲击和二次冲击Hugoniot曲线，并与Nellis等的冲击压缩实验数据比较，给出了与Nellis等的实验结果较符合的等效两体相互作用势的参数。研究表明，在计算高温高密度条件下液体的冲击压缩特性时，原子间的多体相互作用十分重要，多体作用的结果是软化了两体相互作用势。     

固体中的原子间相互作用势

近年来，原子间相互作用势广泛应用物理、化学、材料科学中，文章综合评述了金属和半导体中原子间相互作用势研究的发展状况以及各种势函数的范围和存在的总理２，总结了近年来金属合金以及半导体化合物中原子间相互作用势的应用情况，并讨论了固体中原子间相互作用势的发展方向。     

惰性气体原子间远程吸引势的pade近似计算法

原子与分子间相互作用势能可一部分,一部分可表达为近程排斥势,另一部分则表达为远程吸引对这两种势能的表达方式和计算方法已有很多,此文主要对原子间远程吸引势采用ｐａｄｅ近似处理法,从动态极化率来计算范德瓦尔斯系数,并进而计算吸引势,为惰性气体原子间远程势提供一个有效的计算方法。     

惰性气体原子间远程吸引势的padé近似计算法

原子与分子间相互作用势能可分为二部分,一部分可表达为近程排斥势,另一部分则表达为远程吸引势,对这两种势能的表达方式和计算方法已有很多。此文主要对原子间远程吸引势采用ｐａｄé近似处理法,从动态极化率来计算范德瓦尔斯系数,并进而计算吸引势,为惰性气体原子间远程势的计算提供一个有效的计算方法。     

采用从头计算方法研究液态氦原子间等效对势

 提出了一种具有体心立方排列的原子团簇He₉模型,用于模拟液氦中邻近原子的近程平均分布特征,并运用量子从头计算方法和原子团簇理论计算技术,首次从理论上计算了液态氦原子间等效作用对势。计算给出的等效对势能较好地再现液氦的等温压缩线及冲击压缩线,所提出的液体等效结构的原子团簇模型能比较合理地描述液氦近程结构特征以及原子间多体相互作用规律。还将理论对势函数与经验Exp-6势进行了比较。     

锂原子与部分惰性气体原子间相互作用势的计算

基于碱金属原子与惰性气体原子间相互作用的交换势主要来自碱金属原子的最外层S电子与惰性气体原子的最外层S电子之间 ,将面积分方法 (thesurfaceintegralmethod)推广 ,计算了Li原子与Ne、Ar、Kr和Xe原子间相互作用的vanderWaals势能曲线。其势阱的位置和深度与实验结果和其它理论计算结果符合得相当好     

计及原子畸变效应后惰性气体原子间相互作用势的计算

用Drude模型和Born-Mayer势系统地研究了原子畸变效应对原子间相互作用的贡献。用Born-Mayer势描述了原子间由于相互重迭而引起的畸变效应,克服了GK-Drude方法的这一缺陷,提出了确定Born-Mayer势参数简单实用的方法。计算结果表明:Born Mayer势能相当准确地反映原子间由于相互重迭而引起的畸变效应;原子畸变效应对原子间的相互作用有重要的贡献。我们求得的惰性气体原子间的相互作用势,不仅改进了用GK-Drude方法求得的结果,而且与实验值符合得很好。     

利用电子结构数据拟合H2分子的电子壳模型势函数参数

电子壳模型势函数在离子晶体的原子级计算机模拟中有广泛应用,其势参数主要通过拟合晶体的实验数据或电子结构数据得到.提出了通过拟合双原子分子的量子化学从头计算电子结构数据来获得该势函数的方法,并由H2分子的电子结构数据建立了H原子间的电子壳模型势函数.此外,还应用该势函数对H+2分子离子进行了计算.该势函数拟合方案更适合于共价键型的分子.     

金属的原子间多体势模型及其拟合方法

在本文中,我们构造了金属Ta元素的Finnis-Sinclair型的嵌入原子势.并采用蒙特卡罗方法求解给出了此元素的多体势函数的参数.结果显示,本文拟合的参数能够较好的反映这种元素的结构特征和物理性质.     

Equation of state and interaction potential of helium under high temperatures and high densities

Based on the thermodynamics statistic method, the improved variational perturbation theory and the modified quantum mechanics correction model have been used to calculate the equation of state of liquid helium at pressure from 0.7 to 108 GPa. The calculation results are in good agreement with the experimental data. The EXP-6 potential (α = 13.1) can more accurately describe the interaction of helium atoms than other potentials in the scheme. Finally, a comparison is shown between our interatomic potentials and other potentials.     

利用电子结构数据拟合H2分子的电子壳模型势函数参数

电子壳模型势函数在离子晶体的原子级计算机模拟中有广泛应用,其势参数主要通过拟合晶体的实验数据或电子结构数据得到.提出了通过拟合双原子分子的量子化学从头计算电子结构数据来获得该势函数的方法,并由H₂分子的电子结构数据建立了H原子间的电子壳模型势函数.此外,还应用该势函数对H⁺₂分子离子进行了计算.该势函数拟合方案更适合于共价键型的分子. 关键词： 电子壳模型势 参数拟合 共价键 2分子')" href="#">H₂分子     

Sn的分析型键级势

基于类似于Tersoff-Brenner模型的键级势架构, 从Sn的5种几何构型的基本物性第一性原理计算结果和实验结果出发, 通过Levenberg-Marquardt方法建立了Sn的分析型键级势.利用得到的相互作用势和分子动力学方法, 计算了Sn的β 相和体心四方晶体相的晶体结构、结合能、键距、键能以及体变模量, 并进而计算了Sn的α 和β 相的自由能、内能和熵随温度的变化.结果表明, β 相和体心四方晶体相的基本物性以及α↔β 相变温度计算结果与实验值符合良好, 建立的分析型键级势可用于Sn基钎料合金性质的大尺度分子动力学模拟. 关键词： 原子间相互作用势 Sn 分子动力学 第一性原理     

SF6在惰性气体中输运性质的理论研究

利用Tang-Toennies势模型(以下简称TT势),计算了(Ne、Ar、Kr、Xe)-SF6相互作用势,在此基础上得到了SF6在惰性气体中的扩散系数,粘滞系数和热传导系数,通过相互作用势与M3SV势比较及输运性质与实验值的比较,说明了TT势模型是一种简单、可靠的势模型。     

Meson spectra governed by the Fermi-Breit potential

We calculate the meson mass spectra in a quark potential model by using the complete Fermi-Breit potential including the terms of orbit-orbit interaction, spin-orbit coupling, and tensor force interaction. We find that these terms give nontrivial contributions to the calculated meson spectra. The orbit-orbit coupling term may lead to an instability of the solution of the Schrodinger equation and should be regularized.     

多参考组态相互作用方法研究ZnHg低激发态(1∏，3∏)的势能曲线和解析势能函数

采用多参考组态相互作用方法计算了ZnHg二聚体两个低激发∏态(¹∏，³∏)的原子间相互作用势能曲线. 用Murrel-Sorbie函数拟合得到了相应的解析势能函数，并用其计算力常数，进而确定了光谱常数. 所得结果与仅有的理论工作进行了比较. 基于所得势能曲线，通过解分子中原子核运动的薛定谔方程预测了各电子态的振动能级. 关键词： 势能曲线 解析势能函数 光谱常数 振动能级     

Quasihard-sphere model in simulation of the processes of particle scattering

A model of interatomic potentials of interaction is suggested for static simulation of the processes of elastic scattering of atomic particles by atoms of gas, plasma, and solid. In the developed model, the atomic particle radii, whose magnitude depends on the energy of their relative motion, are internal parameters. The suggested quasihard-sphere model enables one to simulate elastic processes of scattering of atomic particles, using different interatomic potentials of interaction with relatively high rates of statistical simulation characteristic of simulation within the hard-sphere model. The Born-Mayer potential is selected as the interatomic potential of interaction and modified for a wide class of partners in atomic collisions. It is demonstrated that the suggested mathematical model of quasihard spheres describes fairly correctly the processes of elastic scattering of atoms in a gas medium and of displaced atoms in a solid with an almost constant rate of static simulation.