改进电子气法校正电子相关能中的梯度修正和自旋平行相关问题

文献[1]中,在局域密度泛函近似(LDA)的基础上,通过自相关校正(SIC)和自旋平行相关扣除(SPCC),我们提出了估算多电子体系电子相关能的改进电子气方案(MEGA),对大多数中性原子、分子体系给出了相当准确的电子相关能,相对误差分别在5%,10%以内.但尚有一些不足之处.由于视Hartree-Fock(HF)极限能量包含全部自旋平行电子间的相关能,MEGA过多地进行了自旋平行相关扣除;同时因没有考虑实际体系电子密度的“非均匀性”造成的梯度效应,LDA(即零级梯度近似)又高估了相关能.对大多数中性原子和分子,正负     

第一过渡系元素自由离子多重态参数的WBEPM波函数研究

根据自由离子的多重态理论,多电子谱项的能级可以用Slater-Condon参数F~k,G~k来表示.对第一过渡系元素的d~N组态,则可进一步表示为Racah静电参量A,B,C的形式.这些参量一方面可由原子谱项能级的实验数据来拟合,另一方面则可由轨道径向波函数计算.在第一过渡系离子的中心场近似下,计算这些参量时常用到比较简便的Slater径向波函数(STO),但它不够准确;Watson由多个STO线性组合,再由Hartree-Fock方法得到的自洽径函(WTO),结果改进很多,但形式又过于复杂,不便使用;后来,Richardson等将这种自洽波函数进一步简化,特别是对3d轨道,简化为双Slater函数形式.随后,这种双ξ径向波函数得到众多研究和应用.     

第六周期原子轨道的STO-GTO展开

用Slater型轨道(STO)近似代表原子轨道、用一组Gaussian轨道(GTO)的线性组合逼近STO以计算各类分子积分,已成为从头计算等非经验的量子化学计算方法中广泛采用的做法。     

立方d~5络合物g张量理论与Mn~(2+):CaF_2、Mn~(2+):KZnF_3的光学和磁学性质研究

关于如何统一解释立方d~5络合物的EPR(Electron paramagnetic resonance,电子顺磁共振)参量(零场分裂参量a和g张量)与光谱的问题,自1934年van Vleck和Penney提出以后,长期得不到解决.直到1990年前后,邝和周等才给出了统一计算参量a和光谱的两种不同的方法,但未解决g张量的计算问题.d~5离子的g张量计算比其它d~n(n≠5)离子困难得多,是因为基态~6S为轨道单态,不会被任何晶体场分裂,以致通常的g张量公式不能采用.最近周和杨发展了一种单行列式基函(SDB)EPR理论方法,给出了有效自旋为1/2的d~5离子的g张量公式.但大多数情况下d~5离子的有效自旋为5/2,所以上述SDB方法尚待完善.本文在周等工作的基础上导出普遍适用的立方场d~5离子g张量公式,并对d~5络合物Mn~(2+):CaF_2和Mn~(2+):KZnF_3的零场分裂参量a、g张量和光谱进行统一计算,作出统一解释.值得指出的是,周等方法的基础是在自旋-轨道耦合空间的SГβГ’γ’表象内将d电子间静电相互作用(?)_(ee)(B,C)、晶场作用能(?)_c(D_q)和自旋-轨道相互作用(?)_(so)(ξ)同时(而不是逐次)对角化,这不同于流行的弱场耦合、强场耦合和中等场耦合等逐次对角化图象,而是一种统一晶场耦合图象(Unified crystal-field coupling scheme,缩写为UCFC图象).由于这种图象不需     

中国科学技术大学首次实现多自由度量子体系隐形传态

[本刊讯]中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳研究团队成功实现单光子的自旋和轨道角动量的量子隐形传态(quantum teleportation),这是国际上首次实现多自由度量子体系隐形传态。这一研究成果于2015年2月26日以封面标题的形式发表于Nature。量子隐形传态是通过共享量子纠缠态,并借助经典通道实现量子信息传输的过程。1997年,奥地利的宰林格(Anton Zeilinger)小组首次完成了量子隐形传态的实验验证。该工作成功实现     

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.     

轴对称分子的图形理论Ⅰ.中心无原子

关于有对称面的分子的图形理论,已得到较好发展。对各种具有轴对称性的中心无原子的分子的本征行列式进行分析,容易看出,如果对其中原子采用适宜编号(即按循环块进行编号),其本征行列式必然是具有下述形式的按块循环行列式:     

氧化铜纳米微粒中的RVB态的电子自旋共振证据

用电子自旋共振(ESR)方法探测电子自旋(1/2)轨道上非简并中心的性质是至关重要的,Anderson首先提出具有超导性质的铜氧化物包含有Cu-O杂化中心,它具有自旋1/2,称之为RVB(共振价键Resonatingvalence bond)态,其性质广受注目.但这一自旋态的ESR特征一直是争论的问题.我们研究了表面包覆有表面活性剂的CuO纳米微粒(10nm),发现它存在强的电-声子偶合和强的Cu-O杂化,表现出结构不稳定性,光谱表征表明,它很可能是以RVB态或极化子(Polaron)态存在,或它们可能是同一态.本文给出了它的室温电子自旋共振谱.从图1可看到存在两种不同的顺磁响     

CP~2＃■中的光滑2-纽结

本文对CP~2＃CP~2中具有单连通补的2-纽结给出了一个完整的分类.首先简单回顾了S~2上的球丛的知识,并解释了我们以后要用的符号,然后是主要引理和定理的叙述及证明.1 S~2上的球丛在这一节中,我们对S~2上的S~2-球丛做一个简单回顾.详细内容参见文[1]献和[2].S~2上的SO(3)丛的等价类1-1对应于π_1(SO(3))=Z_2.因此S~2上只有唯一的非平凡S~2-球丛,记为T.记P为平凡球丛S~2×S~2.因为π_1(SO(2))=Z,故对应于每个整数,都有一个S~2上的SO(2)-     

表面化学修饰调控无机二维纳米材料的磁性及其应用

无机固体材料中的电子自旋态是决定其磁学行为的核心因素,同时也是实现高效磁能转化和灵敏磁响应的重要基础.近年来,由于具有新奇自旋结构和维度降低带来的新奇量子态,二维纳米材料,特别是单层和寡层无机二维材料,其磁学性能引起了广泛研究,极有希望应用于下一代自旋电子器件中.二维纳米材料具有极高比表面积使得表面态非常重要,因而化学修饰策略能应用于调制其本征物性.本文概述了近年来发展的利用表面化学修饰对无机二维纳米材料本征磁性调控的系列进展,并基于此将该类材料广泛应用于磁电阻、磁热效应等.     

原儿茶酚3,4-双加氧酶复合物中自旋-轨道耦合与零场分裂的计算

采用密度泛函理论(DFT)探讨了高自旋原儿茶酚3,4-双加氧酶(3,4-PCD)活化底物儿茶酚(PCA)复合物的磁性电子结构特征及电子轨道起源.计算的g-张量表明,从配体到金属电荷转移(LMCT)主要来自于配体PCA和Tyr408的型轨道转移电子到Fed轨道,导致沿x轴方向极化(PCA)或沿y轴方向极化(Tyr408).x和y轴方向的极化要求沿z轴方向,Lz(z=z′),产生较大的自旋轨道耦合(SOC)矩阵元,并且因单中心重原子效应Fe导致gz′=2.0158,即在z方向较大地偏离于ge=2.0023.由于△S=-1自旋翻转激发态混入六重基态,得到较大的零场分裂参数D=+1.147cm-1.SOC计算表明高自旋(S=5/2)基态3,4-PCD-PCA是弱的自旋翻转复合物(SOC=31.56cm-1).     

曲面在4-流形中的嵌入(Ⅰ)

一、引言 我们在本文中研究S~2和不可定向曲面在单连通闭4-流形中的微分嵌入。对于S~2,我们仅考虑由S~2到M~4的哪些映射同伦类包含有嵌入的问题,或者等价地说,在H_2(M~4)=H_2(M~4,Z)中哪些类可由嵌入的球面来表示,这是因为嵌入的法Euler数是由它们所代表的同调类唯一确定的。假如N~2为闭和不可定向的,那么存在由给出的一一对应[N~2,     

与间隙现象相关的一个极小问题

设Ω是R~3中的一个有界区域,B~3和S~2分别是R~3中的单位球和单位球面.由文献[1]知,对f∈H~1(Ω,S~2),如果div(D~（?）(f))≠0,这里D~（?）(f)=(（f×f_(x_2）)(?)f_（x_3）,(f×f_(x_3))(?)f_(x_1),(f·f_(x_1))(?)f_(x_2)),则f不能被C~1((?),S~2)中的映射逼近,即有下面的间隙现象:对不能被C~1((?),S~2)中的映射逼近的f∈H~1(Ω,S~2),一个自然的问题是:下面的极小问题是否可达:关于这方面的结果,Bethuel和Brezis对Ω=B~2,f=x/|x|,证明了(2)式不可达.本文在f满足下面的条件(f_1)和(f_2)时,考虑极小问题(2).我们将用一种与文献[2]完全不同的方法,证明对于(2)式的Euler方程的任一弱解u,有Sing(f)(?)Sing(u),这里,Sing(u)是u的奇点集.作为该结果的一个直接推论,知(2)式不可达.设f∈H~1(Ω,S~2)满足下面的条件:(f_1)存在a_1,…,a_k∈Ω,使得f∈C~1((?)\{a_1,…,a_k});(f_2)对于每个a_i,存在一个非常数的光滑映射φ_i:S~2→S~2,使得当σ→0时,于H_1(B~3)强收敛.显然,对于非常数的光滑映射φ:S~2→S~2,f(x)=φ(x/|x|)满足(f_1)和(f_2).在叙述本文的结果之前,先计算     

稀土锰氧化物低场磁电阻效应

掺杂稀土锰氧化物是典型磁性半导体钙钛矿氧化物。其庞磁电阻(CMR)效应代表了过去10年凝聚态物理探索的电子强关联主要体系之一。同时在自旋电子学中有着潜在的应用前量．要实现自旋电子学应用，必须大幅度提高稀土锰氧化物低场磁电阻效应(LFMR)并深刻理解与此相关的物理问题．本将阐述LFMR产生的基本原理和研究现状。讨论低场磁电阻效应的理论模型和增强低场磁电阻效应的方法．     

P450酶活性中心催化1,2-二溴-3-氯丙烷的机理及动力学同位素效应

发展有毒物质被细胞色素P450酶催化转化途径和机理的计算毒理预测方法,对于污染物的风险评价具有重要意义.本研究通过密度泛函理论计算,揭示了细胞色素P450酶活性中心(CpdI)催化氧化1,2-二溴-3-氯丙烷(DBCP)的反应机理,并考察了动力学同位素效应的影响.结果显示,DBCP羟基化反应与烷烃羟基化反应机理存在明显差异.不同于一般的双态反应,DBCP羟基化反应是自旋选择性反应.此外,DBCP羟基化第二步反弹过程中的能垒明显的高于烷烃羟基化过程.自旋密度分析表明,DBCP羟基化反应的氢提取步骤是一个氢原子转移过程.DBCP羟基化反应具有明显的动力学同位素效应(KIE),且温度和隧道效应对KIE值具有明显的影响.本研究可为卤代烷烃类化合物的生物转化预测提供理论依据.     

探究自旋为1和3/2的亚铁磁系统出现补偿温度的原因

基于格林函数方法,通过采用Tyablikov和Callen近似分别对系统最近邻交换耦合项和单粒子各向异性项进行退耦,研究了三维各向异性的混合自旋亚铁磁系统的磁性质,详细探讨了单粒子各向异性对系统补偿温度的影响,并对系统出现补偿温度的机理进行了分析.结果表明:当小自旋的单粒子各向异性D_a增大时,其子晶格磁化强度随温度下降的速度要比大自旋子晶格的磁化强度慢.当D_a增大到一定值时,如D_a~(min),系统出现补偿点,且补偿点随着D_a的增大而减小.同时,当其他参数取值变化时,D_a~(min)的大小也随之变化.这表明D_a~(min)的取值是依赖系统其他参数取值的.但如果D_a为零时,无论其他参数为何值,系统都不会出现补偿温度.因此,对于本文所研究的亚铁磁模型,出现补偿温度的前提条件是必须考虑小自旋的单粒子各向异性,且其取值存在一个最小值,即:D_a~(min).当且仅当D_a≥D_a~(min)时,系统出现补偿温度,否则补偿温度消失.     

温度和共混浓度对激基复合物与电致激基复合物共存体系的磁效率调控

激基复合物(exciplex)和电致激基复合物(electroplex)经常同时产生于体异质结的有机发光二极管(organic light emitting diodes, OLEDs),有报道称利用这两种发射态共存的器件实现了高效率发光.器件高效率的物理机制与共存体系中自旋对态(spin-pair states)的微观过程有关,相关微观过程还有待深入研究.本文以特征的有机磁场效应(organic magnetic field effects)作为主要探测工具,通过改变器件的工作温度和给体与受体的共混比例来研究这种双发射态共存体系中自旋对态的演变过程.实验结果表明:降低发光器件的环境温度不仅会减弱从高能激基复合物到低能电致激基复合物的Dexter能量传递过程,而且因器件偏压增高还会引起电致激基复合物电荷转移(charge-transfer, CT)态的场致解离,使其数量较少,导致其CT态的反向系间窜越(reverse intersystem crossing,RISC)过程减弱.另外,增加发光层中给体的浓度会引起电荷注入更不平衡,增强过剩的空穴载流子与电致激基复合物的解离反应,这也会减...     

Alq3有机发光二极管中的超小磁场效应

制备了基于Alq3的有机发光二极管,器件结构为ITO/NPB/Alq3/LiF/Al,并在不同温度测量了器件在不同偏压下传导电流与电致发光的磁场效应.在较大的磁场范围内,磁电导曲线基本服从B2/(|B|+B0)2规律.而在零场附近很小的磁场范围内,测量结果显示出奇特的超小磁场效应.考虑载流子自旋与有机分子中核自旋之间的超精细相互作用对载流子自旋的调控,可以对这种零场附近的超小磁场效应给出合理解释.     

CaF_2、SrF_2中掺Nd~(3+)的基态分裂计算

从Феофилов对CaF_2、SrFz中Nd~(3 )的萤光光谱的实验数据,以及Wyhourne等人所作的Nd~(3 )的能级(包括库仑能以及自旋轨道作用)的计算得知,Феофнлов所测得的萤光光谱是由激发态~4F_(3/2)向基态~4I_(9/2)、~4I_((11)/2)跃迁的结果;谱线分别为四条及五条。根据波函数ψ(~4I_(9/2))、ψ(~4I_(11/2))(考虑到相同J不同L间的自旋轨道作用而引起的组态混合),并利用f~3的波函数与立方场矩阵元便求得立方场的矩阵元为:     

自旋-轨道耦合对碳纳米管量子点Kondo效应的影响

中国科学院近代物理研究所房铁峰和左维与兰州大学罗洪刚合作,研究了自旋-轨道耦合作用对Kondo效应的影响.他们发现,自旋-轨道耦合作用可使量子点中单个电子的简并度大大升高,破坏了其SU(4)对称性,使Kondo效应的零场共振峰发生分裂.在外加磁场条件下,