一维多聚氰的从头算晶体轨道研究

Whangbo, Hoffmann和Woodward用EHMO为基础的晶体轨道法对图1所示的三种一维周期性梯形链多聚氰(Paracyanogen)模型计算得到,这三种结构的多聚氰由于能带交叠,应具有金属导电性,而不是Paushkin等人认为的这类多聚物材料的导电性在半导体范围;或者这类材料不取图1所示的结构。Bredas等人用VEH(Valence effective Hamiltonian)对     

C_(60)掺杂物的超导性的量子化学研究

我们对晶态C_(60),K_3C_(60),K_6C_(60),Rb_3C_(60),Rb_6C_(60),RbCs_2C_(60),Rb_2CsC_(60),KRb_2C_(60),K_2CsC_(60),K_2RbC_(60),Na_2CsC_(60),Li_2CsC_(60),Na_2RbC_(60)和Na_2KC_(60)进行了三维EHMO晶体轨道的能带结构计算.我们的计算结果除了得到能带结构外,还得到了这类掺杂物的总态密度、原子与轨道净电荷、晶体轨道矢量、单胞内外原子与轨道重迭布居和原子与轨道投影态密度等结果.利用上述结果我们不仅可以从理论上说明A_3C_(60)的超导性以及C_(60)与C_(60)的绝缘性(A表示碱金属);而且从我们的计算结果可以得到ln(l/T_c)和-l/N_(Ef)之间有一种近似的线性关系,这个结论与BCS理论的预测非常吻合.     

C36填充锯齿型单壁碳纳米管的理论研究

在密度泛函理论基础上, 采用从头算自洽场晶体轨道方法, 研究了C₃₆填充锯齿型单壁碳纳米管的一维豆荚复合结构. 主要探讨C₃₆的填充对碳管的几何构型和能带结构的影响. 结果表明, C₃₆的引入确实能改变碳管的电子性质, 碳管的直径对豆荚的结构和电子性质起主要作用.     

簇模型理论及其应用

近10年来,人们为了解BBO(β-ΒaΒ_2O_4)和(LBO_3O_5)晶体能带结构特征和对非线性极化率贡献的结构敏感部位,无论在理论还是实验方面都做了许多研究工作.在处理BBO时,阴离子基团理论认为,对非线性极化率的贡献主要来自阴离子基团内电荷转移跃迁,而根据从头算能带方法计算得到的价带和导带原子态密度的贡献却表明非线性极化率的贡献主要来自阴离子基团的电荷到阳离子Ba~(2 )的转移跃迁.为了既能了解能带的原子态组成,又能具体计算非线性光学参数,我们发展出簇模型理论方法.     

GaSb和InSb电子结构的Apw研究

具有闪锌矿晶体结构的GaSb和InSb这类Ⅲ-Ⅴ族化合物通常被认为具有sp~3电子结构,然而近年来大量涉及精确电子结构的实验表明,sp~3理论过于粗糙,GaSh和InSb构Mssbauer同质异能移明显不一样也是无法用sp~3理论解释的,从能带的观点来看,自由原子束缚在一起形成晶体将导致能带结构的产生,而且电子结构同带结构密切相关,由于GaSb和InSb带结构不一样,显然它们的电子结构不同。本文基于缀加平面波(Apw)能带计算方法研究了GaSb如InSb的电子结构,在Apw方法中,晶体势的Muffin-tin近似导致晶体电子波函数在原子核附近是类原子波函数,在原子之间的中间区域则为平面波,这是对晶体电子状态较真实的描述。     

基于1,2-二(2-吡啶甲酰胺基)苯铜形成的配位聚合物网络晶体

合成了1,2-二(2-吡啶甲酰胺基)苯铜(Cu(bpb))配合物, 以该配合物为基本构筑基元(building block), 通过分子间配位键及氢键相互作用形成了超分子配位聚合物. 用X射线单晶衍射的方法获得了配位聚合物的单晶结构, 单晶结构分析结果表明, 在Cu(bpb)晶体中由于分子间一维无限伸展的弱配位键相互作用, 形成了一维分子柱(molecular column), 许多一维分子柱沿同一方向取向、排列构成三维网络晶体, 分子柱之间有氢键相连, 这些氢键沿晶体学bc平面无限伸展. 以Cu(bpb)为构筑基元, 通过分子间一维配位键作用结合二维氢键作用, 形成了超分子配位聚合物.     

用多级打靶法确定一维映射的周期窗口

Feigenbaum对一维映射的分叉性态的计算,导致了重要的普适性和尺度性质的发现。Feigenbaum运用Newton法连同猜测的尺度关系,计算了2~(17)阶多项式的根。后来,根据一维映射的符号动力学——有名的MSS序列,Kaplan提出了确定对应于某根特定周期轨道的参数值的一种有效的迭代步骤。但他并未明确阐述如何用数值方法“精确”地计算倍周期     

周期脉冲控制R?ssler系统

最近出于利用混沌的目的,控制混沌吸引了广泛的注意.在已提出的各种方法中,一种很简单的方法是用周期扰动控制混沌.对该方法已有的研究大多是针对周期强迫的非自治方程系统,而对自治系统及无方程的情况研究的很少.我们从一维映象出发提出了一种新的利用周期脉冲控制混沌的方法.该方法是对系统变量施加脉冲扰动使一维映象临界点(导数为零)的正向轨道与逆向轨道在合适的点上相连,构成一条新的稳定周期轨道,从而达到控制混沌的目标.在这种机制下可以针对某些具有特定动力学特征的期望轨道预先计算出扰动的参数,同时这种计算不要求知道系统的运动方程.这是其他周期信号控制混沌方法做不到的.     

用定域分子轨道理论研究高分子的能带结构

本文利用以定域轨道Fock矩阵的可迁性和高分子的平移对称性,由模型分子从头计算再定域化后得到Fock矩阵构造高分子的Fock矩阵(占据和未占据空间),由求解复矩阵本征值方程,可得到高分子的能带(价带和导带)结构,计算过程避免了双电子积分和自洽迭代,计算方法简便。以C_6H_8、C_4H_(10)和C_9H_(12)以及C_6H_2等到模型分子,分别计算了(?)CH=CH(?)_n、(?)CH_2—CH_2(?)_n和(?)CH(?)C(?)_n等线型高分子的能带结构,所得结果与从头算法符合得比较好。     

碱金属叠氮盐晶体的密度泛函理论

对Li,Na和K叠氮盐晶体进行DFT-B3LYP计算研究,求得其能带和电子结构,探讨了结构-性能关系.从带隙约为0.23～0.25（a.u.）和前沿能带较平伏推知碱金属叠氮盐晶体为绝缘体.原子间重叠布居和电荷密度分析表明,碱金属离子与叠氮离子以典型离子键相结合.经基组叠加误差（BSSE）校正求得LiN3,α-NaN3和 KN3的晶格能分别为-852.30,-771.45和-614.78kJ·mol-1,与文献值相近.晶体前沿轨道主要由叠氮根端位氮原子轨道组成,金属离子对LUMO贡献极小;电子由HOMO向LUMO跃迁难于进行,根据“最易跃迁原理”可预测碱金属叠氮盐均较钝感.     

磁性高分子的非限制性从头算晶体轨道法研究

处理闭壳层体系的Hartree-Fock能带方法(RHFCO),由于没考虑电子相关效应而不适合于磁性晶体的电子结构计算,这就需要采取超出RHF近似并部分地考虑相关效应的方法,为此,人们提出了“不同自旋采用不同轨道”(DODS)法,实现这个想法的第一步就是去掉轨道双占据近似,并保留单Slater行列式的形式,这样即得到了自旋非限制的Hartree-Fock(UHF)方法,但是单Slater行列式的UHF波函数并不是总自旋S~2算子的本征态(体系哈密顿不显含自旋,故体系能量的本征态也应是自旋S~2的本征态),为了克服这一困难,     

单层WS2(1-x)Se2x中的有序相和无序相

调节组分和结构是调节二维材料的电子性质的重要手段.以WS_(2(1–x))Se_(2x)为例,通过理论计算研究了阴离子替代形成的过渡金属硫化物半导体合金.通过第一性原理计算结合特殊准随机结构(SQS)模型和团簇展开结构搜索(CE)法,探索了单层半导体合金WS_(2(1–x))Se_(2x)的有序相和无序相的热动力学特性.发现在x=1/3, 1/2和2/3时,有序相向无序相发生相变,相变温度分别为27, 28, 25 K.通过第一性原理能带计算和能带反折叠法,发现价带顶附近带边和导带底附近带边状态主要来源于W的d轨道,带隙随Se组分呈现线性变化趋势,与原子的有序排列或无序排列无关;同时发现电子和空穴的有效质量与原子的有序排列或无序排列密切相关.     

量子化学中的复广义本征值问题

在晶体和高聚物的电子能带计算中总是出现复广义本征值问题。针对某一具体的晶体或高聚物,复广义本征矩阵方程的建立和求解都是比较复杂的,本文对此作出了改进。     

Bi_2Te_3的杂质微分凝对温差电性质的影响

Bi_2Te_3及以它为基的固溶体具有较高的温差电性能,是近十年来研究最多、运用最广的温差电致冷材料。Bi_2Te_3晶体显示很強的各向异性,具有多重极值的复杂能带结构。因此研究它的输运性质有助于加深电子在各向异性很显著的晶体中运动规律的了解。近年来,曾发表不少研究Bi_2Te_3输运性质的工作,但不同作者所得结果,例如迁移率、晶格热导率及载流子的有效质量等输运参量都有差异,且所有已发表的工作也均未研究晶体的金相结构对这些参量的影响。我们用纯度99.999％的材料用Bridgman法生长Bi_2Te_3,单晶和取向晶体,金相观察发现在P型和N型晶体中都存在杂质(或组     

广义本征值并行计算及在晶体能带中的应用

本文提出一个利用“黑匣子”思想并行求解高阶广义矩阵本征问题的分块消去迭代算法,并在国家智能计算机研究开发中心研制的大规模并行计算机曙光1000上成功地解算了非线性光学晶体电子结构计算中的1572阶复共轭对称矩阵偶的广义矩阵本征问题,应用于中国科学院福建物质结构研究所陈创天等人发现的LBO非线性光学晶体电子结构分析,使用能带方法完成了该晶体电子态的自治计算.我们对新算法进行了迭代过程收敛性、误差分析、并行设计、并行效率的分析研究与数值实验.     

螺旋Bucky管的理论研究

继科学界兴起的“Bucky球热”之后,Bucky管(BT)以其更加奇特的性质引起了人们广泛的兴趣.我们曾用全略微分重叠近似水平(CNDO/2)的自洽场晶体轨道法(SCF-CO)分析了几种非螺旋结构BT的晶胞能量和能带结构,然而实验表明BT还具有螺旋结构,当无限长碳链的数目为n,螺距个数(numberof helical pitch)为m时,用BT(n)-hel(m)描述该BT的几何结构.在本文中我们用上述方法讨论了几种螺旋BT的平均碳原子能量E_(av)和能带结构,并讨论了其稳定性和导电性与n,m的关系.     

低温相偏硼酸钡(BBO)的发现及其对探索新型非线性光学材料的启示

1960年用红宝石(α-Al_2O_3:Cr)作为激光晶体,实现了激光运转.翌年(1961年)让红宝石激光束(694.3um)入射到石英晶体(α-SiO_2),出现了倍频(34.15um)效应,从而开辟了激光及非线性光学及其材料研究的新领域.国内外许多单位就在这个基础上开展了有关激光和非线性光学晶体的研究.     

碘化铯(铊)[CsI(Tl)]闪爍晶体

本文报导了用Stockbarger法制备CsⅠ(T1)晶体的过程和晶体的切割加工技术;研究了不同激活剂含量对Cs~(137)γ源和Po~(210)α源的光输出和能量分辨率的关系;测量了CsⅠ(T1)晶体在质子、氘核、α-粒子激发下光输出与粒子能量的关系——能量响应。一、晶体的制备 CsⅠ(T1)晶体是用Stockbarger法制备的,通常称梯度炉结晶法。结晶是在管状双层炉内密封的石英容器中进行。炉子中部有一隔板将炉管分成上下二段,每段有各自独立的镍铬电炉丝绕成的加热器。炉管是用素瓷材料制成的,炉管内放有一钢制圆筒,以使每段的炉温均匀。隔板以上高于原料熔     

Ce:Mn:LN晶体光折变效应的研究

一、引言 铌酸锂(LiNbO_3,简称LN)晶体具有电光效应和非线性光学效应,通过离子掺杂可以改善晶体的性能。Fe:LN晶体的研究开展得较早,已实现了全息存储,光放大及位相共轭反射镜等,但是目前Fe:LN晶体的研究尚存在许多问题,例如,晶体对氩离子激光(λ=488nm)吸收大、光源能量损失多、输出光束散射强、空间分布不均匀等,各项性能参数有待进     

三螺旋硒链的簇模型

近年来应用原子簇模拟固体的计算工作已做了很多,并得到一个公认的事实:随着原子簇的增大,计算结果逼近固体的性质。一般情况下,含有十几个原子的簇已十分接近于固体性质。 以往原子簇能谱和固体能带的比较是通过态密度计算间接进行,原子簇能谱和固体能带有什么直接关系讨论甚少。实际上从多聚物电子结构和无限长链电子结构的联系研究中,根