面心立方金属铈的高压电子结构研究

本文简要介绍了我们开发的基于密度泛函理论和动力学平均场理论（DFT+DMFT）的全自洽的的计算程序,并运用该程序研究了面心立方金属铈的等结构相变. 动力学平均场采用的是目前公认的最为准确和高效的连续时间蒙特卡罗方法作为杂质求解器. 我们首先分别计算了 和 相的电子态密度,该结果可以正确的描述两个相的电子结构特征. 然后计算了不同温度下的相变前后的电子结构,从中可以得到电子结构在不同温度下的相变过程,与之前的实验结果一致. 这一工作为以后进一步的金属铈的等结构相变研究打下了基础.     

面心立方金属铈的高压电子结构研究

本文简要介绍了我们开发的基于密度泛函理论和动力学平均场理论(DFT+DMFT)的全自洽的的计算程序,并运用该程序研究了面心立方金属铈的等结构相变.动力学平均场采用的是目前公认的最为准确和高效的连续时间蒙特卡罗方法作为杂质求解器.我们首先分别计算了γ和α相的电子态密度,该结果可以正确的描述两个相的电子结构特征.然后计算了不同温度下的相变前后的电子结构,从中可以得到电子结构在不同温度下的相变过程,与之前的实验结果一致.这一工作为以后进一步的金属铈的等结构相变研究打下了基础.     

轨道选择性相变——多轨道物理中一类独特的现象

金属—绝缘体相变是凝聚态物理中被大量研究并有广泛应用前景的一种物理现象。通常具有巡游性的电子由于受到各种因素(如无序或电子相互作用等)的影响发生局域化,从而形成了金属—绝缘体相变。然而在实际材料中,由于电子还具有轨道属性而使该相变的发生变得更加复杂。文章简要回顾了一类考虑电子轨道自由度后发生的较为特殊的金属—绝缘体相变——轨道选择性相变,即由于电子相互作用的影响而在同一原子壳层中出现局域化的电子和巡游电子共存的现象,并讨论了其形成机理和相关的实验。     

第一性原理对金的高压相变和零温物态方程的计算

在密度泛函理论下，用缀加平面波加局域轨道方法，分别采用广义梯度近似(GGA)和局域密度近似(LDA)对金的面心立方晶格结构(fcc)、体心立方晶格结构(bcc)和六角密堆积结构(hcp)的结构能量进行了计算.在GGA下，计算得出fcc向hcp和hcp向bcc的相变分别发生在380GPa 和1250GPa；而LDA下相变分别发生在490GPa和790GPa.当计算压强达到2TPa时，bcc在这两种近似下仍然保持稳定的结构.根据不同体积下不同结构的电子态密度的特征，对发生相变的物理原因进行了定性的分析，在此基础上得到了金的零温状态方程. 关键词： 缀加平面波方法 固态相变 电子态密度 物态方程     

固体氢在极端压强下的超导性能

氢元素在常压下具有最简单的晶体结构和物理性质。随着压强增加,氢单质发生相变,由绝缘体转变为金属,被称为金属氢。数值模拟表明,金属氢具有高温超导电性,因此,金属氢研究也被称为高压物理领域的“圣杯”课题。利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对固体氢在极端高压(0.5～5.0 TPa)下的结构和超导电性开展了系统研究。研究结果表明：固体氢的高压相变序列为I4₁/amd→oC12→cI16;对于同一种结构,随着压强增加,电声耦合系数减小,费米面处电子态密度减小,特征振动频率增加,超导转变温度发生小幅变化;在2.0 TPa压强下,固体氢的超导转变温度高达418 K(库伦赝势经验值μ^*=0.10)。研究工作将为金属氢及其超导电性的后续理论和实验研究提供参考。     

关于多层超薄共格结构的导电性质

实验表明Nb/Ti多层超薄共格结构有特殊导电行为。我们认为这种行为反映了这类人工材料的超晶格能带结构特性。随着超晶格周期变小,它由金属的性质向半导体或半金属的性质过渡。超晶格调制使多层超薄共格结构中的电子态分为扩展的和在调制方向定域性很强的两种;它们在沿调制方向具有相差很大的有效质量。我们分别考虑两类电子态的贡献,计算了电阻率和电阻温度系数随超晶格周期的变化,结果显示出实验观察的行为。 关键词：     

蓄冰球内多孔泡沫金属对流体冻结传热影响的试验研究

通过试验比较注有相同水量的多孔泡沫金属蓄冰球与普通蓄冰球冻结传热过程的动态特性,研究了多孔泡沫金属对蓄冰球内流体冻结传热过程的影响。试验发现:两种蓄冰球中的流体工质均需达到一定过冷度后才发生相变;在相同制冷工况下,蓄冰球内多孔泡沫金属流体工质进入相变状态快,并且完成工质总相变过程的时间短。研究表明,多孔泡沫金属具有良好的动态相变换热特性,能有效强化蓄冰球内流体冻结传热。     

高压下RhB的相变、弹性性质、电子结构及硬度的第一性原理计算

采用密度泛函理论中的赝势平面波方法系统地研究了高压下RhB的结构相变、弹性性质、电子结构和硬度.分析表明,RhB在25.3 GPa时从anti-NiAs结构相变到FeB结构,这两种结构的弹性常数、体弹模量、剪切模量、杨氏模量和弹性各向异性因子的外压力效应明显.电子态密度的计算结果显示,这两种结构是金属性的,且费米能级附近的峰随着压强的增大向两侧移动,赝能隙变宽,轨道杂化增强,共价性增强,非局域化更加明显.此外,硬度计算结果显示,anti-NiAs-RhB的金属性比较弱,有着较高的硬度,属于硬质材料.     

正常导体-超导体(n-s)多层薄膜系统的电子态

本文是文献[1—3]工作的继续,在前面工作中发展的方法被推广到讨论半无限n-s多层膜结构的电子态,构造这种系统的步骤如下:首先把一完整无限的晶体沿两个分开的原子平面切割开得一晶体薄膜,它可以是正常金属也可以是超导体;然后把薄膜A和B通过金属型接触形成一混合单元O;最后沿垂直于界面方向依次排上单元O构成一半无限多层膜结构,我们导出了上述每一步所对应的单位子格林函数,对两种不同正常金属组成的多层膜结构,给出了单粒子状态密度和能带的数值计算结果,当两种正常金属相同时,所得的公式结果与文献[7]等价,进而,对薄膜 关键词：     

Slater绝缘体的磁性和能带计算研究

Slater相变是一种由于反铁磁序形成而导致的金属—绝缘体相变.本文采用第一性原理密度泛函计算方法研究了两种Slater绝缘体材料NaOsO_3和Cd_2Os_2O_7的电子结构,进而研究了反铁磁序排列、自旋轨道耦合和电子关联对其电子结构以及相变性质的影响.研究结果表明,非磁相的NaOsO_3具有金属性;而G型线性反铁磁结构是驱动NaOsO_3发生Slater相变的磁基态.此外,研究结果表明,非磁相的焦绿石Cd_2Os_2O_7的能带结构在费米能级处是连续的,表现为金属性;并且带有磁阻挫的Cd_2Os_2O_7发生Slater相变的条件十分苛刻,只有在自旋轨道耦合和1.8 eV电子关联的共同作用下一种全进—全出非线性反铁磁结构才能使其发生Slater相变.说明全进—全出非线性反铁磁结构是使Cd_2Os_2O_7发生Slater相变的磁基态,而自旋轨道耦合和1.8 eV的电子关联在消除磁阻挫上起到了关键作用.     

ErP5O14非晶玻璃的红外量子剪裁

研究了Er_1.0P₅O₁₄铒非晶玻璃的红外量子剪裁现象. 从吸收谱和激发光谱的计算比较中肯定了Er_1.0P₅O₁₄非晶 玻璃的1537.0 nm红外荧光为多光子量子剪裁荧光. 从Er_1.0P₅O₁₄非晶玻璃的可见和红外荧光发射光谱中发现激发²H_11/2, ⁴G_11/2和⁴G_9/2能级所导致的⁴I_13/2→⁴I_15/2量子剪裁红外荧光很强;基于自发辐射速率、无辐射弛豫速率和能量传递速率等参数的计算,对其量子剪裁机理进行了分析.发现起源于基态的强下转换能量传递{²H_11/2→⁴I_9/2,⁴I_15/2→⁴I_13/2},{⁴G_11/2→⁴I_13/2, ⁴I_15/2→²H_11/2},{⁴G_9/2→⁴F_7/2,⁴I_15/2→⁴I_13/2}和{⁴G_9/2→⁴I_13/2, ⁴I_15/2→²H_11/2}是导致Er_1.0P₅O₁₄非晶玻璃具有强的三光子和四光子量子剪裁红外荧光的原因.研究结果对改善太阳能电池效率有一定意义.     

核磁共振碳谱研究:烷烃化学位移和(CSS)与分子路径指数矢量(VPM)

系统研究了核磁共振碳谱和化学位移规律及其定量构谱关系(QSSR).本文研究了一组十元素分子路径指数矢量VPM,并发现它与烷烃化学位移和CCS有良好线性相关性.采用多元线性回归进行准确估计与预测,结果优良.     

Interrelations of discrete Painlevé equations through limiting procedures

We study the discrete Painlevé equations associated to the affine Weyl group which can be obtained by the implementation of a special limits of -associated equations. This study is motivated by the existence of two -associated discrete both having a double ternary dependence in their coefficients and which have not been related before. We show here that two equations correspond to two different limits of a -associated discrete Painlevé equation. Applying the same limiting procedures to other -associated equations we obtained several -related equations most of which have not been previously derived.     

Phase formation and magnetic properties of Nd2Fe14B-type Nd16Co76B8−xCx alloys and their hydrides

An attempt is made to synthesize Nd₂Co₁₄C compound by mechanical alloying Nd₁₆Co₇₆B_8−xC_x (0x8) alloys and subsequent annealing. Phase formation and magnetic properties of Nd₂Fe₁₄B-type Nd₁₆Co₇₆B_8−xC_x alloys and their hydrides are investigated. The Nd₂Co₁₄(B,C) phase with Nd₂Fe₁₄B-type structure is formed for Nd₁₆Co₇₆B_8−xC_x (0x7) alloys, while NdCo₇C_δ phase with TbCu₇-type structure is observed in Nd₁₆Co₇₆C₈ alloy. The lattice parameter c of the Nd₂Co₁₄(B,C) phase decreases with increasing the carbon content. A limit volume of the unit cell to form the Nd₂Fe₁₄B-type structure is estimated to be 0.870 nm³. The spin-reorientation temperature T_SR increases with increasing the carbon content, due to an enhancement of magnetocrystalline anisotropy caused by carbon substitution for boron. After hydrogenation, the lattice expansion is observed for Nd₁₆Co₇₆B_8−xC_x (0x7) alloys. The spin-reorientation temperature of Nd₁₆Co₇₆B_8−xC_xH_y (0x7) is much lower than that of the host alloys. Some structural and magnetic properties of hypothetic Nd₂Co₁₄C and Nd₂Co₁₄CH_y compounds are estimated by extrapolation.     

Anomalous Isotopic Frequency Ratio of the Stretching (N+H) Vibrations in Ion Pairs

Abstract

Earlier, when investigating H-complexes of the RO-H…BR₁ type in solutions ^1–3 and crystalline state ⁴, the isotopic shift for frequencies of the stretching vibrations (OH) at substitution of H for D was shown to systematically decrease with increased strength of the H-bond. In strong H-complexes, the (OH) and (OD) bands in the i.r. spectra have a complex structure: depending on the strength of the H-complex in a wide range of frequencies (3000–1000 cm^?1), several submaxima caused by a Fermi-resonance interaction of the fundamental tone of (OH) with combinations and overtones in the bending vibrations of R-O-H were observed ^1–5. Hence, the frequencies and intensities of the (OH) and (OD) bands in strong H-complexes should be considered as corresponding to the gravity centre (°) and overall intensity (A°) of all the