关于Berry几何位相理论的推广

对于可参数化时间t的周期Hamiltonian系统,由non－adiabatic到adiabatic－limit的“严格”演变以获得Berry几何相γn（C）的问题．结果表明,存在“四种类型”的演变态,它们都可以满足在参数R空间中的同一条闭合曲线C上作这样的“严格演变”,并且还都可以获得同一个Berry几何相γn（C）;而Berry发现这一几何相γn（C）时所考虑和采用的“演变态”,恰好属于本文“四种类型”的“严格”演变态之一的adiabaticapproximation情形．据此,可以把Berry几何位相理论推广到本文所研究的“四种类型”的“严格”演变中．     

Berry几何相与量子跃迁

针对Berry几何相的出现所关联的量子能级,微弱变化跃迁的物理背景条件进行分析研究;对严格产生(获得)Berry几何相与这种微弱变化跃迁之间的内在关系作进一步探讨.结果表明:Berry几何相的严格产生都是由系统在演变过程中所出现的量子能级微弱变化跃迁的绝热极限效应所必然导致的结果.     

[Co(CO2)n]+团簇的红外解离光谱实验和理论研究

本文利用红外光解离光谱研究了一价钴阳离子与二氧化碳之间的相互作用. 通过密度泛函理论计算得到[Co(CO₂)_n]⁺团簇的几何结构,并且模拟了它们的振动光谱与实验数值进行比较. 研究结果表明,在[Co(CO₂)_n]⁺(n=2∽6)团簇中,钴阳离子通过电四极矩静电作用以端点结合的方式与二氧化碳中的氧原子结合在一起. 团簇的红外光谱都集中在二氧化碳反对称伸缩的波数附近,并且随着团簇尺寸的变化出现蓝移,最后把[Co(CO₂)_n]⁺的红外光解离光谱与稀有气体贴附的[Co(CO₂)_n]⁺-Ar的红外光解离光谱进行了比较.     

Density Functional Theory Study on Electronic and Magnetic Properties of Mn-doped (MgO)n (n=2～10) Clusters

利用密度泛函理论方法优化了纯的和M_n原子掺杂的(MgO)_n (n=2～10)团簇的几何结构. 在Mn原子掺杂的氧化镁结构中, 获得了一系列的同分异构体和与之相对应的总能量.MnMg_n-1O_n(n=2～10)的几何构型显示Mn原子优先取代低配位的Mg原子. 结构稳定性分析表明,除了(MgO)₁₀团簇外,其它纯的和掺杂结构的平均结合能均随着团簇的增大而增强. MnMg_n-1O_n团簇的二阶能量差结果表明MnMg₅O₆和MnMg₈O₉比相邻的团簇表现出更高的相对稳定性. 除了MnMgO₂团簇的磁矩为3.00 μB外,其它掺杂结构的磁矩均为5 μB左右. 它们的磁性主要受电荷转移大小、原子在结构中的位置以及结构尺寸所影响.     

NaBn(n=1—9)团簇的几何结构和电子性质

应用密度泛函理论(DFT)中B3LYP方法在6-311+G(d)水平上计算并分析了 NaB_n(n=1—9)团簇的几何结构及电子性质. 同时, 讨论了团簇的平均结合能、能级间隙、二阶能量差分和极化率.研究表明:NaB_n(n=1—9) 团簇基态绝大多数为平面构型. 能级间隙和二阶能量差分结果表明NaB₃与NaB₅是幻数团簇. 另外, 对平均线性极化率和极化率的各向异性不变量研究表明基态NaB_n团簇的电子结构随B原子的增加虽然趋于紧凑, 但尚未形成特定的堆积方式.     

TiGen-(n=7~12)团簇的光电子能谱及密度泛函理论研究

利用光电子能谱及密度泛函理论计算对TiGe_n^-(n=7~12)团簇的几何结构及电子特性等进行了系统研究. 对于TiGe_n^-负离子及中性TiGe_n,在n=8时出现了钛原子半内嵌的船型结构;在n=9~11时,新增的锗原子加盖到这种船型结构上,逐步形成钛原子完全内嵌的结构. TiGe₁₂^- 团簇具有一种钛原子内嵌的变形六棱柱结构. 自然布居分析结果显示,对于n=8~12的TiGe_n^-/0 团簇,随着内嵌结构的形成,有电子从锗原子转移到钛原子,说明其电荷转移方式与结构演变密切相关.     

苯基叠氮在光吸收激发态上的结构动力学-共振拉曼和量子力学计算研究

采用共振拉曼光谱学和完全活化空间自洽场方法研究了苯基叠氮被激发到S₂(A')、S₃(A')和S₆(A')光吸收态后的结构动力学. 基于傅立叶变换拉曼、傅立叶变换红外、紫外、密度泛函计算和简正模式分析,指认了紫外吸收光谱和振动光谱. 获得了环己烷、乙腈和甲醇溶剂中273.9、252.7、245.9、228.7、223.1和208.8 nm等不同激发波长下的A、B和C带共振拉曼光谱,以探测Franck-Condon区域的结构动力学. CASSCF计算获得了单重电子激发态能量最低点和势能面交叉点的电子激发能和优化几何结构. 结果表明,苯基叠氮在S₂(A')、S₃(A')和S₆(A')态上的激发态结构动力学各不相同. 与Kasha规则相符,S₂S₁(1)和S₂S₁(2)势能面交叉点在S₂(A')激发态衰变动力学和N7=N8键解离中扮演着重要角色. 提出了两条主要衰减通道：S_2,min→S₀辐射通道和S_2,FC(ππ^*)→S₂(ππ^*)/S₁(nπ^*)→S₁(nπ^*)非辐射通道.     

三明治结构Tan(B3N3H6)n+1 团簇的磁性和量子输运性质

利用密度泛函理论和非平衡格林函数方法, 本文对小尺寸团簇Ta_n(B₃N₃H₆)_n+1 (n ≤ 4)的磁性和量子输运性质进行了系统的研究. 计算结果表明, 此类体系采用三明治结构作为其基态并且具有较高的稳定性. 体系的磁矩随团簇尺寸的增大而线性增大. 当把Ta_n(B₃N₃H₆)_n+1团簇耦合到Au电极上时, 形成的Au-Ta_n(B₃N₃H₆)_n+1-Au体系在有限偏压下展示出了较强的自旋过滤能力, 因而可以被看做是一类新型的低维自旋过滤器.     

ConCm±(n=1-5; m=1,2)团簇的密度泛函理论研究

本文采用基于自旋极化的密度泛函理论系统研究了Co_nC_m^± (n=1-5; m=1,2)团簇的几何结构和电子结构特性. 将Co_nC^± (n=2-5)团簇中的一个Co替换为C原子, 个体的基态几何结构发生明显变化; 在Co_nC₂^± (n=1-5)团簇的生长序列中, 发现从n=3开始团簇中的两个C原子有彼此分离分布的趋势, 我们分析, 这是Co金属能够维持单壁碳纳米管(SCNTs)保持开口生长, 成为非常有效的一种催化剂的重要原因. 同时, 将Co_nC^± (n=2-5)团簇中添加一个Co原子后系统的总磁矩出现大幅下降的趋势, 但仍保持奇偶交替的规律. 通过比较中性及带电的Co_nC以及Co_nC₂ (n=1-5)团簇的碎裂能, 本工作发现: 由实验获取的SCNTs应均为带正电的体系, 这一结论与已有的实验模型拟合得很好.     

密度泛函理论对ZrnPd团簇结构和性质的研究

用B3LYP/LANL2DZ方法对Zr_nPd(n =1—13)团簇的平衡几何结构、能量、频率、电子性质和磁性进行了计算.研究表明,Pd原子位于表面的异构体更为稳定,其中Zr₇Pd,Zr₁₂Pd团簇稳定性高,是幻数团簇,此外,相对于Zr_nCo与Zr_nFe团簇,Zr_nPd团簇参与化学反应的能力较弱,化学稳定性更     

SU(3)L×U(1)X弱电统一模型

研究了一个SU(3)_L×U(1)_X弱电统一模型·要求M2Z1–M2W/cos2θw小于实验值,得到了M_Z′的下限.再利用M_Z′和M_U(M_V)之间的关系得到M_U(M_V)的下限.进而考虑了由于Z′交换引起的K_L–K_S质量差,并获得了更严格的M_z′和M_U(M_V)的下限.     

态|Ψn(2)>q的广义非线性等阶N次方H压缩效应

构造了一种新型的多模叠加态|Ψ_n⁽²⁾>_q=C_n^(R)|{-iZ_j^*}>_q+C_n⁽⁰⁾|{O_j}>_q;并首次详细地研究了此量子态的等阶N次方H压缩特性.大量的计算和分析表明:态|Ψ_n⁽²⁾>_q是一种多模典型的非经典光场;还发现了"相似压缩"等现象.     

AunSc (n=2～13)团簇的第一性原理研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(GGA)对Au_nSc(n=2～13)的几何构型进行优化,并对能量和电子性质进行了计算．结果表明,当n≤11时,Au_nSc的低能量结构是平面结构,且掺杂的Sc原子没有扰乱Au_n的框架;当n≥12,Sc原子陷入了金团簇所形成的笼内．二阶能量差分、分裂能、电离势、亲和势和能隙表明Au₃Sc、Au₅Sc、Au₇Sc、Au₉Sc、Au₁₁Sc和Au₁₃Sc是较稳定的团簇;掺杂的Sc原子提高了纯金团簇的稳定性且改变了纯金团簇化学活性的;当n≤11时,Au_nSc的磁矩在0.000～1.000 μB振荡;对于n≥12,Au_nSc的磁矩出现了猝灭．     

化学计量的氧化钠团簇阳离子结构的离子迁移质谱法研究

本文通过离子迁移质谱法研究了氧化钠团簇阳离子(Na_nO_m⁺,n≤11)的稳定结构. 质谱结果表明化学计量组成Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺ (n=3、5、7、9和11)系列是稳定的,并且NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺ (n=5、7、9和11)系列作为二级稳定系列. 为了获得这些团簇离子的结构,通过离子迁移率测量实验测定离子和氦缓冲气体之间的碰撞截面. 同时计算了这些组合物优化结构的理论碰撞截面. 结果表明,Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺和NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺的结构除了n=9之外,其它具有相似结构框架. Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺所有的化合键位于钠和氧之间. 另一方面,NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺中除了Na-O键之外,还存在一个O-O氧键,表明NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺具有过氧化物离子(O₂^2-)作为Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺的氧化物离子(O^2-) 的替代物. Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺和NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺两种稳定系列都是闭壳组合物. 这些闭壳特征对氧化钠簇阳离子的稳定性具有强烈影响.     

量子Berry相因子的经典模型

本文考虑了经典演化方程和Schrodinger方程的类似性,指出具有缓变参数的经典演化方程的解会自然给出具有拓扑性质的几何相因子—我们称之为经典Berry相因子.我们给出了绝热条件破坏时非简并情况各级近似方程的通解.作为例子,详尽研究了带电粒子在绝热变化磁场中的运动,明显地得到了一个量子Berry相因子的经典模型.这个相因子在几何上可解释为参数空间中单位球面S²上厄米线丛的和乐.     

小型二氧化钛团簇(TiO2)n (n=2-8)的低能异构体研究

钛和氧之间存在多种成键方式,但迄今为止,二氧化钛团簇均只有少数几种异构体被报道. 与广泛使用的全局优化方法不同,本工作通过优化大量的随机初始结构,获得(TiO₂)_n (n=2-8)团簇稳定异构体. 首先利用PM6半经验方法对高达一万个以上的初始结构进行初步的优化筛选,并对筛选出的结构进行进一步的DFT计算以获得二氧化钛团簇的稳定异构体. 利用这种策略,发现了大量未经报道的稳定异构体,并提出了(TiO₂)₅和(TiO₂)₈新的最稳定异构体. 这些结构中包括含3个末端氧原子的异构体、含5配位氧原子和6配位钛原子的异构体等未经报道的新结构类型. 与丰富成键特征相对应,发现异构体数目随团簇尺寸的增大而急剧增加,对于(TiO₂)₇和(TiO₂)₈,能量在30 kcal/mol以内的异构体都在50个以上. 该工作发现了大量的二氧化钛小型团簇异构体,并凸显了其多样的结构特征,增进了对二氧化钛纳米团簇的结构、成键的理解,并为进一步的理论模拟、力场优化等提供了理论基础.     

中能重离子碰撞中同位旋分馏的同位旋效应

基于改进的同位旋相关量子分子动力学模型,研究了中能重离子碰撞中同位旋分馏强度(N/Z)_气(N/Z)_液随着碰撞系统中子–质子比和碰撞参数的变化所呈现出的同位旋效应,得到了一些有兴趣的结果.如在碰撞系统质量、入射能量和碰撞参数固定的条件下,(N/Z)_气(N/Z)_液随碰撞系统中子–质子比的增加而增加.对于丰中子系统而言,(N/Z)_气(N/Z)_液灵敏地依赖于对称势而较弱地依赖于核子–核子碰撞截面;而缺中子系统,(N/Z)_气(N/Z)_液对于对称势和介质中核子–核子碰撞截面都不灵敏.对于造成这种现象的物理机制进行了分析和讨论.一般核反应中,碰撞参数是各种物理观测量的灵敏函数,但计算结果表明同位旋分馏强度对于碰撞参数并不灵敏,故对于丰中子系统而言,同位旋分馏强度是提取对称势知识的灵敏物理观测量.     

“全同”超形变核转动带的量子群Uqp(u2)模型的理论分析

利用量子群U_qp(u₂)模型计算了^{191-192-193-194Hg}超形变(SD)带的γ跃迁能E_γ,运动学转动惯量J⁽¹⁾和动力学转动惯量J⁽²⁾,顺排角动量之差(i=ω(J⁽¹⁾(^{191-192-193-194}Hg)-J⁽¹⁾(¹⁹²Hg))),并与实验值进行比较得到了满意的结果,此外,还利用U_qp(u₂)模型的形变参量与核软度的关系式,计算出各SD带的核软度参数σ₁与唯象分析给出的组态结构进行了比较分析.     

小尺寸VmOn+团簇的激光光解和密度泛函计算

通过激光溅射法产生了V₂O_n⁺ (n=1, 2), V₃O_n⁺ (n=1, 2, 3)和V₄O₃⁺等缺氧的钒氧团簇,并采用532和266 nm波长的激光对它们进行了光解研究. 利用密度泛函理论计算与激光光解实验相结合确定了这些团簇的几何结构和可能的光解通道. 激光光解实验表明V相似文献   

原子核形变与价核子数的系统关系

利用N_pN_n方法研究了A≥100的偶–偶核基态四极形变参数β的系统规律.根据质量数以及价质子(中子)是粒子还是空穴对原子核分组,发现β与(N_pN_n)^1/2的关系曲线是平滑的.不同组中原子核的β变化曲线的斜率和趋势显示,价核子和空穴对核四极形变的贡献不同.通过对近滴线原子核理论形变值的变化规律的研究表明,在N_pN_n方法中p-n价核子相互作用的一般关系可能依然适用于不稳定核.