104型电子计算机上的晶体结构分析标准程序系统——Ⅰ.标准程序系统的职能及结构

在104型通用快速电子计算机上编制了旨在解决晶体结构分析中几个基本计算任务的标准程序库,它包括五个方面(已经完成和将要完成)的标准程序:1)计算二维及三维的电子密度函数和Patterson函数的程序;2)计算三维的结构振幅的程序;3)最小二乘法修正结构参数(原子坐标、各向异性热运动参数及比例因子K)的程序;4)计及PL因子、温度因子和K因子等使衍射强I(hkl)变换为结构因子|F(hkl)|²的程序,以及计算单位结构振幅|F(hkl)|的程序;5)若干辅助程序。     

利用Monte Carlo法计算粒子传输中的空间电荷效应

在电子束印刷(electron-beam lithography)、聚焦离子束(focus ion beam)以及阴极射线管(cathode ray tube)等电子及离子束器件中,束中各粒子之间存在相互作用,产生空间电荷效应。人们对电子及离子束器件中的空间电荷效应已经做了大量的研究。到目前为止,通常采用Monte Carlo法计算粒子输运过程中的离散的空间电荷效应。在此主要研究在束形成区利用Monte Carlo法计算空间电荷效应,并讨论在计算过程中出现的边缘效应,在此基础上提出一些新的处理方法以减小边缘效应,提高计算效率。     

解相对论Dirac方程计算低能电子弹性散射截面的分波法

本文给出一个基于解相对论Dirac方程计算低能电子弹性散射截面的方法,比较Thomas-Fermi-Dirac(TFD)势及Hartree-Fock(HF)势对散射截面计算的影响,计算了C、Al、Cu、Ag、Au等多种元素在0.01~10keV能量范围的弹性散射截面,比较分析Mott模型、Pendry模型以及屏蔽的Rutherford截面之间的差异。     

La1.85Sr0.15CuO4中的同位素效应

利用同位素间 Eliashberg 函数的关系及 Eliashberg 方程,我们计算了 La_(1.85)Sr_(0.15)CuO_4对应于~(16)O 及~(18)O 的 T_c,从而得到同位素指数α的值.计算结果与不同实验进行了比较.传统的电声机制可以解释这个同位素效应.     

LiH分子X 1Σ+、 A 1Σ+和B 1Π态的势能函数

利用SAC/SAC-CI方法,使用D95(d)、6-311G**及cc-PVTZ等基组,对LiH分子的基态(X1Σ+)、第一激发态(A1Σ+)及第二简并激发态(B1Π)的平衡结构和谐振频率进行了优化计算.通过对三个基组的计算结果的比较,得出了D95(d)基组为三个基组中的最优基组的结论;使用D95(d)基组,利用SAC的GSUM(GroupSumofOperators)方法对基态(X1Σ+)、SAC-CI的GSUM方法对激发态(A1Σ+和B1Π)进行单点能扫描计算,用正规方程组拟合Murrell-Sorbie函数,得到了相应电子态的完整势能函数;从得到的势能函数计算了与基态(X1Σ+)相对应的光谱常数,结果与实验数据较为一致.     

EAST运动斯塔克效应诊断数据处理中GPU并行化加速算法的研究

在EAST装置单道运动斯塔克效应(MSE)诊断系统数据处理中,采用CPU(中央处理器)+GPU(图形处理器)异构化模型,实现了数字谐波分析(DHA)算法的并行化加速计算。由CPU完成数据的加载及简单的数学计算,由GPU实现DHA算法的傅里叶正、逆变换及滤波等并行化计算,与串行算法相比,获得了2000倍以上的加速,可以满足MSE诊断实验期间及时数据处理的要求。     

EAST运动斯塔克效应诊断数据处理中GPU并行化加速算法的研究

在EAST装置单道运动斯塔克效应(MSE)诊断系统数据处理中,采用CPU(中央处理器)+GPU(图形处理器)异构化模型,实现了数字谐波分析(DHA)算法的并行化加速计算。由CPU完成数据的加载及简单的数学计算,由GPU实现DHA算法的傅里叶正、逆变换及滤波等并行化计算,与串行算法相比,获得了2000倍以上的加速,可以满足MSE诊断实验期间及时数据处理的要求。     

激光在高温等离子体中的成丝不稳定性数值模拟

简要介绍激光一靶耦合中,二维(y,z)、三维(z,y,z)成丝不稳定性数值模拟方法及计算结果。该方法包括非局域热传导和Landau阻尼。二维(y,z)成丝过程的发展与一维双温单流体力学计算同步耦合,成丝的零级量由一维双温单流体力学计算提供。三维(z,y,g)成丝的模拟采用固定时刻的零级量为背景进行计算。成丝过程的发展除与成丝背景有关外,还与扰动波长、入射激光强度、激光波长等有关。计算结果表明：成丝不稳定的产生和发展,将严重影响光束质量,府进一步深入、系统地研究。     

共面不对称条件下Ar原子(e,2e)反应的三重微分截面

采用修正的扭曲波玻恩近似(DWBA)方法,计算了共面、大能量损失和小动量转移这一特殊几何条件下电子碰撞Ar(3p6)(e,2e)反应的三重微分截面.理论方法对(e,2e)反应过程近程极化势进行了修正,并引入Gamow因子表示后碰撞相互作用(PCI).将计算结果与实验结果、标准DWBA计算结果及Gamow因子修正后的DWBA-G计算结果进行了比较,发现极化效应起着重要的作用.     

CsCl中FH(CN)-缺陷中心的吸收光谱及无辐射过程理论研究

本文采用扩展离子处理自洽迭代计算方法研究了CsCl中FH(CN)-缺陷中心基态两种不同位形F-(CN)-及F-(NC)-,认为在CsCl中F-(NC)-位形是FH(CN)-缺陷中心应该优先占据的位形;计算了FH(CN)-的基态及激发态的能量一位形绝热势能曲线;研究了FH(CN)-的吸收光谱特性.计算结果与实验值符合得很好,并首次给出了该系统中无辐过程的物理机理.     

CsCl中F_H(CN)~-缺陷中心的吸收光谱及无辐射过程理论研究

本文采用扩展离子处理自洽迭代计算方法研究了CsCl中F_H(CN)~-缺陷中心基态两种不同位形F-(CN)~-及F-(NC)~-,认为在CsCl中F-(NC)~-位形是F_H(CN)~-缺陷中心应该优先占据的位形;计算了F_H(CN)~-的基态及激发态的能量一位形绝热势能曲线;研究了F_H(CN)~-的吸收光谱特性.计算结果与实验值符合得很好,并首次给出了该系统中无辐过程的物理机理.     

萤火虫酮式氧化荧光素衍生物电子传输性质的理论研究

通过密度泛函理论(DFT)MPW3PBE泛函,对甲基、甲氧基、氰基、氟原子、氨基及硝基取代的萤火虫生物发光底物酮式氧化荧光素进行了全优化。计算了它们的电离能(IP)、电子亲和势(EA)、空穴抽取能(HEP)、电子抽取能(EEP)、空穴和电子重组能(λ),评估了它们的空穴和电子传输能力。用含时密度泛函理论(TDDFT)MPW3PBE/6-31+G(d)方法计算了吸收光谱,优化了最低单重激发态S1,最终研究了它们的荧光光谱。理论计算结果表明,KNH2可以作为空穴传输材料,KNO2、KCN、KF、KOCH3、KNH2和KCH3可以作为电子传输材料。此外,通过空穴和电子重组能及发射光谱的计算发现,所有化合物的发射跃迁都是禁阻的,因此这些化合物不能作为发光层材料。     

(1,2-μ2-L1)(1,2-μ2-L2)十羰基合三锇振动光谱的理论计算[L1, L2=H, Cl, Br, I]

用密度泛函理论和从头计算(abinitio)方法,在B3LYP CEP 4G ,B3LYP LanL2DZ和RHF CEP 4G ,RHF LanL2DZ水平上,全优化计算了(1,2 μ2 H) (1,2 μ2 L)Os3(CO) 1 0 (L :Cl,Br,I)的分子几何构型和电子结构;在RHF CEP 4G水平上,全优化计算了(1,2 μ2 L) 2 Os3(CO) 1 0 (L :H ,Cl,Br,I)的分子几何构型和电子结构。计算结果表明,在这些体系中,电子由Os(CO) 3向Os(CO) 4转移。用RHF CEP 4G对这七个簇合物进行了简正振动频率分析,在计算得到振动频率及吸收强度的基础上,模拟了稳定平衡结构的红外光谱图,并对计算结果进行了比较和讨论。     

测度熵计算中映射不变分布的应用

构造计算测度熵(MetricEntropy)的马尔可夫划分(MarkovPartition)时,对于非线性映射采取等似然假设,影响精度。提出用计算映射的不变分布来进行改进;对逻辑映射导出映射不变分布的算式及迭代格式,进行了测度熵的计算;计算表明,迭代次数不多时即能得出较好结果。     

蒙特卡罗输运模拟软件JMCT的深穿透屏蔽计算

核设施辐射屏蔽计算,由于其大规模计算及深穿透等特性,一直是蒙特卡罗方法工程应用的难点之一。采用我国自主研发的三维中子-光子蒙特卡罗粒子输运模拟软件JMCT,结合可视化建模工具JLAMT,对OECD国际基准例题Winfrith Iron/Water Benchmark Experiment(ASPIS)两例实验装置进行建模与计算分析, 并将计算结果与实验值及MCNP计算值进行对比。结果表明,JMCT计算值与MCNP计算值符合较好,其中Winfrith Iron Benchmark Experiment(ASPIS)最大偏差不超过7%,平均偏差1.3%;Winfrith Water Benchmark Experiment(ASPIS)最大偏差小于20%,平均偏差小于10%,证明了JMCT在屏蔽计算以及深穿透问题的可靠性与工程应用性。     

丹参酮ⅡA及丹参酮ⅡA-Cu(Ⅱ)配合物的分子结构和电子吸收光谱研究

用ICCD瞬态光谱探测系统,检测了乙醇溶剂中丹参酮ⅡA及其与Cu(Ⅱ)形成的配合物的紫外-可见吸收光谱。采取密度泛函(DFT)方法优化几何构型,获得了丹参酮ⅡA及丹参酮ⅡA-Cu(Ⅱ)配合物的稳定几何结构。在此基础上,运用含时密度泛函(TD-DFT)方法,计算了丹参酮ⅡA及丹参酮ⅡA-Cu(Ⅱ)配合物的气相和乙醇溶剂(PCM)中的电子吸收光谱。结果表明,乙醇溶剂效应使丹参酮ⅡA的吸收光谱红移,配合物的吸收光谱蓝移。计算得到的溶液相丹参酮ⅡA及丹参酮ⅡA-Cu(Ⅱ)配合物电子吸收光谱与实验测量光谱符合较好。本文首次测量和计算得到了丹参酮ⅡA与Cu(Ⅱ)形成的配合物的电子吸收光谱。     

μ原子瞬发裂变后μ~-末态几率的计算

本工作对两种核电荷分布(指数型及方型)、两种试探波函数(指数型及Gauss型)用交分法计算了μ原子的1_s态及2p态能级,并与严格计算做了比较。用“原子轨道线性组合”方法(LCAO)计算了双中心扩散核Coulomb场中μ~-的四条能级。用“定态微扰”方法(PSS)解与时间有关的Schrodinger方程,求得了四能级下μ~-的末态几率。结果表明μ原子瞬发裂变后μ~-主要位于重碎片的基态(1_s态),位于轻碎片基态的几率仅有3.8—5.1％,位于重、轻碎片2p态的几率各为0.7—0.9％和—0.1％。这些结果与文献[2]、[3]的计算值基本一致,与实验测量值相比,在测量误差范围内也是符合的。     

5,7'-(亚甲胺基)-二-8-羟基喹啉及其衍生物的密度泛函理论计算

在B3LYP/6-31G(d)水平上对5,7'-(亚甲胺基)-二-8-羟基喹啉及其5种衍生物进行了几何构型全优化,探讨了喹啉不同位H被吸电子基团CN及羟基O被S原子取代对分子电离势(Ip)、电子亲和势(EA)、电荷转移、前线轨道能量和电子光谱等性质的影响.用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算了分子在气相及液相的吸收光谱,计算结果与实验值基本符合.取代基对5,7'-(亚甲胺基)-二-8-羟基喹啉锌分子的性质有较大影响.电子亲和势计算表明,该类化合物的电子亲和势较大,都是较好的电子传输材料.     

类锂等电子系列高位三激发态2p2np4So能量和到1s2pmp4P态的辐射跃迁

利用多组态相互作用方法及Rayleigh-Ritz变分法,计算了类锂离子2p2np4So(n=2-4)和1s2pmp4P(m=2,3)的能量.运用截断变分方法得到能量的改进量.计算了相对论修正、质量极化效应,从而获得了高精度的能量计算值.同时还计算了该系统之间的辐射跃迁波长、振子强度和辐射跃迁率.计算结果与实验符合得很好.     

(AgBr)6结构计算及对计算方法的依赖

利用HF、B3LYP方法分别结合LANL2DZ,CEP-121G赝势基组及3-21G*全电子基组对(AgBr)6的可能异构体进行结构优化。结果显示,HF、B3LYP方法在各基组水平上优化的(AgBr)6基态结构并不完全一致,表明(AgBr)6结构计算对计算方法具依赖性。对优化后能量始终较低的5个结构,进一步采用MP2方法结合上述基组进行高精度的结构优化。确定(AgBr)6基态结构为双三角形环重叠结构,并计算了该结构的红外光谱。