负离子全金属团簇Ga4^2-的芳香性的从头算理论研究

运用密度泛函理论的三种方法(B3LYP、B3PW91、PW91PW91)与Mφller-plesset二级微扰方法(MP2)和极化分裂阶基基组6-311 G(3df)，对二阶负离子全金属团簇Ga4^2-与多种一阶负离子团簇MGa4^-(M=Li、Na、Cu)稳定构型与振动频率作了计算，其中二阶负离子全金属团簇Ga4^2-最稳定的构型是正方形结构(D4h)。接着，从团簇结构、非局域π电子数目、分子轨道图形和Ga4^2-同MGa4^-在结构与谐振频率、谐振模式的对比等多方面论述了Ga4^2-正方形结构(D4h)的芳香性特征。     

小碳团簇结构的从头算分子动力学模拟

引入第一原理密度泛函理论, 即赝势密度泛函在实空间的有限差分方法和朗之万分子动力学退火技术, 对碳团簇Cn(n=2-8)的基态结构进行了理论计算, 所得结果与其他作者的计算结果及实验数据吻合较好.     

一个新型电子直线加速器的预制研究

文中给出了对一个新型紧凑的电子直线加速器(linac)证明原理的研究结果.在该linac中,通过偏转磁场选择特定能量和相位的大功率速调管用毕束流,然后将它们注入到加速节中,同时使速调管工作在自激振荡状态,使传统linac上的许多部件都可以省去.据此建成的linac的结构简单、维护容易、性能良好、造价经济.因此实现这种具有众多优点的新型linac将有助于linac应用的推广.要实现这样的linac有许多关键的问题需要解决.电子束团的性能参量,如能量、电流、发射度,以及速调管自激振荡的频率稳定度等都必须符合加速的要求.文中给出的计算机模拟和实验结果都表明了实现这种新型的linac的可行性     

激光加速电子束团的输出特性研究

通过仔细研究俘获加速CAS(captureandaccelerationscenario)机制中电子束团的输出特性,发现其出射电子有3类不同的运动轨道即掠过(pass-by)、非弹性散射(IS)、CAS.由于实际入射电子束团的线度远大于强激光脉冲的线度,因此只有位于入射电子束团中心区域的电子才可能被俘获加速.对于目前所能获得的聚焦激光场强(～10²¹W/cm²)和实际的电子束团(～10⁸个电子)而言,最大的输出能量可达到450MeV以上,同时被加速电子的数目可达到10⁴—10⁵个.这表明CAS可望发展成为小型台式加速器的新加速原理     

3d系列 (TM)4 团簇的结构和磁性

基于第一性原理，在密度泛函理论下，用局域自旋密度近似(LSDA)和广义梯度近似(GGA)对(TM)₄团簇的所有几何构型进行优化、能量、频率和磁性计算.确定出3d系列(TM)₄团簇的基态构型，对其磁性、结合能和平均原子间距作了系统的研究，得出在3d系列(TM)₄团簇中，Mn₄的局域磁矩最大，V₄的局域磁矩最小，并且除Cr₄在LSDA和GGA均为反铁磁性耦合及GGA下的V_{关键词： 4}团簇')" href="#">(TM)₄团簇 基态构型 结合能 局域磁矩 平均原子间距     

In_nAs_n(n=1～20)小团簇几何结构与电子性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理方法,采用B3LYP下的赝势基组LanL2DZ,研究了In_nAs_n（n=1～20）团簇的基态几何结构、相对稳定性、电子性质及其振动光谱.结果表明,当n=5～11时团簇的基态构型为层状结构;当n=12～20时团簇的基态构型为笼状结构.团簇平均结合能、二阶能量差分和HOMO-LUMO能隙均在n=9,12,18出现极大值,说明In₉ As₉、In₁₂ As₁₂和In₁₈ As₉18)为幻数团簇.另外,HOMO-LUMO能隙的计算结果表明In_nAs_n（n=1～20）团簇具有宽带隙半导体特征.     

MnxSny(x=2,3,4; y=18,24,30)团簇几何结构的密度泛函研究

采用密度泛函方法,研究了Mn_xSn_y(x=2,3,4; y=18,24,30)团簇的几何结构. 发现Mn_xSn_6x+6(x=2,3,4)倾向于形成 Mn 原子内掺入D_3d Sn团簇单笼结构,即Mn₂Sn₁₈, Mn₃Sn₂₄ 和Mn₄Sn₃₀.而Mn_xSn_6x+12(x=2,3)则倾向于形成由两个小笼连接 而成的双笼结构,即MnSn₁₂-MnSn₁₂ 和MnSn₁₂-Mn₂Sn₁₈.因此,可望通过控制掺杂Mn 原子的数量来组装成不同结构的Mn_xSn_y一维纳米线.     

分子动力学模拟Cu(010)基体对负载Co-Cu双金属团簇熔化过程的影响

纳米团簇负载到基体上的结构演化和热稳定性是其走向技术应用的关键. 本文用分子动力学结合嵌入原子方法模拟了具有二十面体初始结构的Co₂₈₁Cu₂₈₀ 混合双金属团簇在Cu(010)基体上的熔化过程, 考察了基体的Cu原子可以自由移动(自由基体)和固定(固定基体)两种条件对负载团簇熔化的影响. 发现基体条件对团簇的熔化有明显的影响. 在自由基体上团簇原子的温度-能量曲线存在明显的团簇熔化时的能量突变点, 熔点为1320 K, 低于固定基体上团簇的熔点1630 K. 在升温过程中团簇的二十面体结构会在基体表面发生外延生长. 外延团簇随着温度增加发生表面预熔, 预熔原子会逐渐向基体表面扩散形成薄层, 直至完全熔化. 自由基体上团簇原子的嵌入行为会使原子的分布状态产生不同于固定基体上的演变.     

飞秒强激光场中氢原子团簇的各向异性膨胀

利用LAMMPS程序研究了氢原子团簇在飞秒强激光场下的动力学行为, 讨论了引起小氢原子团簇各向异性膨胀的原因.通过对外电离过程中团簇内部电子的行为以及团簇各个方向上最外层质子距离团簇中心的距离随时间的变化情况的分析, 发现团簇的膨胀呈现各向异性,且引起这种各向异性的根源在于团簇内部电子的抖动以及逃逸.对氢原子团簇与强激光场相互作用过程中质子各能量分量以及各向异性程度随时间变化情况进行了研究,发现各向异性程度是随时间变化的, 这种各向异性程度首先随着激光电场的增强而增加,随后又逐渐减小,直到最后趋于某一大于1的稳定值.分析了激光脉冲结束后质子的平均能量与观测角之间的关系, 并将分析结果与Ditmire小组的实验结果进行了比较,发现我们的模拟结果在定性上与实验相符合.