40, 48Ca+90, 96Zr近垒熔合反应的动力学研究

发展了一种改进的量子分子动力学模型,并用这一模型研究了40,48Ca+90,96Zr的近垒熔合反应.改进的量子分子动力学模型能很好地描述一系列核,从6Li到208Pb,的基态性质及它们的时间演化.在相同参数下计算得到的40Ca+90Zr以及40Ca+96Zr这两个熔合反应的激发函数与实验结果都符合得相当好.在分析丰中子核熔合截面增强机制中,发现丰中子核熔合反应初始阶段颈部的N/Z值明显偏大,促使反应中动态位垒降低,从而引起了丰中子核反应熔合截面的增强. An improved Quantum Molecular Dynamics (QMD) model is proposed and the fusion reactions 40, 48Ca+90, 96Zr are studied by using this model. With our improved QMD model, the ground state properties and their time evolution of nuclei from 6Li to 208Pb can be reproduced reasonably well and the excitation functions of fusion cross section for reactions40Ca+96Zr and 40Ca+96Zr at near barrier can be reproduced remarkably well with the same set of parameters...     

Heat—Activated Effect of Exchange Coupling Between Two Ferromagnets Separated by an Amorphous Semiconducting Barrier

We try to extend our previous zero-temperature tunnelling theory for the exchange coupling between two ferromagnets separated by an amorphous semiconducting barrier to the case of finite temperature,The result exhibits that the tunnelling electrons can absorb or emit phonons when they tunnel through the amorphous barrier at finite temperatures so that the interlayer exchange coupling is heat activated.This agrees with the experiments.     

聚电解质链在中等受限凝胶网络中的“受挫”动力学

带电大分子在拥堵受限水环境中的运动对于许多生命过程以及生物大分子的运输与功能至关重要.以往人们认为处于受限环境下的高分子链都能进行自由扩散运动,且遵从爱因斯坦扩散方程.即使在最强烈的受限环境下,高分子链仍能进行一维无规扩散运动,其动力学符合管道模型.我们通过实验结合理论,设计凝胶网络尺寸与高分子链尺寸的比例来调控分子链受限环境的强弱,首次发现了大分子在中等受限环境下违背了爱因斯坦扩散方程,高分子整链是不能自由扩散运动的,但是一条链内的局部链段可以在每个凝胶网格内做多级局部松弛运动.其本质是高分子整链的质心运动需要其同时克服多个熵垒,从而实现一条高分子链在所有熵阱内的链段可以同时朝着一个方向做协同运动,而这在实验的观测时间尺度内几乎是不可能实现的,因此高分子链就被“困住”,形成一种能长期存在的非扩散型的亚稳态,我们将这一新型动力学定义为非扩散型拓扑动力学.本文首先对“受限环境”——带电水凝胶的物理性质进行介绍,第二部分介绍了带电大分子在浓溶液中的耦合动力学,最后介绍带电大分子在受限环境下的非扩散型拓扑动力学,包括由熵驱动的和由焓驱动的非扩散型动力学.     

势垒可调的氧化镓肖特基二极管

氧化镓作为新一代宽禁带材料,其器件具有优越的性能.本文仿真研究了n~+高浓度外延薄层对氧化镓肖特基二极管的势垒调控.模拟结果显示,当n型氧化镓外延厚度为5 nm、掺杂浓度为2.6×10¹⁸ cm^-3时,肖特基二极管纵向电流密度高达496.88 A/cm~2、反向击穿电压为182.30 V、导通电阻为0.27 mΩ·cm~2,品质因子可达123.09 MW/cm~2.进一步研究发现肖特基二极管的性能与n~+外延层厚度和浓度有关,其电流密度随n~+外延层的厚度和浓度的增大而增大.分析表明,n~+外延层对势垒的调控在于镜像力、串联电阻及隧穿效应综合影响,其中镜像力和串联电阻对势垒的降低作用较小,而高电场下隧穿效应变得十分显著,使得热发射电流增大的同时,隧穿电流得到大幅度提升,从而进一步提升了氧化镓肖特基二极管的性能.     

第一性原理计算研究黑磷嵌锂态的动力学性能

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对锂离子电池负极材料黑磷在嵌锂过程中的产物LiP5,Li3P7以及LiP的晶体结构与电子结构进行了研究与分析．通过计算这几种材料的电子结构,发现黑磷嵌锂后的这几种相均为半导体能带结构,其带隙均比黑磷嵌锂前的带隙大,表明黑磷嵌锂后的电子电导性能降低了．利用弹性能带方法模拟了Li离子在LiP5,Li3P7和LiP材料中的扩散,从理论上得到了Li离子的扩散势垒,并与其他电极材料进行了比较,发现Li离子在各种嵌锂态的材料中都能够比较快速的扩散．计算结果表明,Li在LiP5中的扩散系数大约为10^-4cm2／s,扩散通道是一维的;Li在Li3P7中的扩散系数为10^-7-10^-6cm2／s,扩散通道是三维的;Li在LiP中的扩散系数为10^-8-10^-5cm2／s,扩散通道是三维的．     

GaN基激光器多量子阱垒材料的研究

在(0001)蓝宝石衬底上分别用金属有机化学气相沉积技术外延生长了InGaN/GaN, InGaN/InGaN, InGaN/AlInGaN多量子阱激光器结构, 并分别制作了脊形波导GaN基激光器。同步辐射X射线衍射,电注入受激发射光谱测试及光功率-电流(L-I)测试证明,相对于GaN垒材料,InGaN垒材料,AlInGaN四元合金垒材料更能改善多量子阱的晶体质量,提高量子阱的量子效率及降低激光器阈值电流。相关的机制为：组分调节合适的四元合金垒层中Al的掺入使得量子阱势垒高度增加,阱区收集载流子的能力增强;In的掺入能更多地补偿应力,减少了由于缺陷和位错所产生的非辐射复合中心密度;In的掺入还减小了量子阱中应力引致的压电场,电子空穴波函数空间交叠得以加强,使得辐射复合增加。     

4个单畴磁性粒子体系反转能垒

研究由4个单畴磁性粒子组成体系的磁化反转能垒问题.通过数值计算,得到体系能量处于鞍点时的磁化矢量状态,计算出实现磁化矢量从初始态反转至目标态所需克服的能垒.并得到了反转能垒与相互作用常数和外磁场的关系,且相互作用常数增大至一定值时,能垒出现突变,说明体系反转模式存在转变.     

水液相环境α-丙氨酸Ni（Ⅱ）配合物的对映异构机理

采用密度泛函理论(DFT)的M06和MN15方法,结合极化连续介质的SMD模型方法,研究了水液相下α-丙氨酸(α-Ala)二价镍(α-Ala·Ni²⁺ )配合物的对映异构化机制。反应通道研究发现：α-Ala·Ni²⁺ 可以在以羰基O、氨基N和Ni作H质子迁移桥梁的3个通道实现。势能面计算表明：以氨基N作质子迁移桥梁的反应通道最具优势,反应的决速步能垒是92.6 kJ/mol。结果表明：水液相下α-Ala·Ni²⁺ 会缓慢地消旋,因此只能短期且少量地用于生命体同补α-丙氨酸和二价镍。     

APPLICATION OF PARAMETRIC DERIVATION METHOD TO THE CALCULATION OF PEIERLS ENERGY AND PEIERLS STRESS IN LATTICE THEORY

Applying the parametric derivation method,Peierls energy and Peierls stress are calculated with a non-sinusoidal force law in the lattice theory,while the results obtained by the power-series expansion according to sinusoidal law can be deduced as a limiting case of non- sinusoidal law.The simplified expressions of Peierls energy and Peierls stress are obtained for the limit of wide and narrow.Peierls energy and Peierls stress decrease monotonically with the factor of modification of force law.Present results can be used expediently for prediction of the correct order of magnitude of Peierls stress for materials.     

基于第一性原理的CVD金刚石涂层表面氧原子作用分析

采用第一性原理方法研究了氧原子在CVD金刚石涂层表面吸附形成的两种氧掺杂结构的差异及脱附CO的难易程度.仿真计算结果表明：氧原子在金刚石表面顶位和桥位吸附形成C=O羰结构和C-O-C醚结构,改变与其直接成键的局部金刚石结构;C-O-C结构吸附能比C=O结构大,其结构更加稳定;C=O结构断键脱附形成CO的能垒比C-O-C结构更低,CVD金刚石涂层表面脱附CO主要是以C=O断键形成;氢终止表面能够增强碳原子之间成键,提高C=O脱附的能垒,而氧终止表面作用相反,降低脱附能垒.