辉光放电阴极区氮离子（N2^＋）的蒙特卡罗模拟

采用蒙特卡罗方法对氮气辉光放电等离子体阴极区离子（Ｎ２＾＋）的运输过程进行了。考虑了离子（Ｎ２＾＋）与慢分子（Ｎ２＾０）的电荷交换碰撞和弹性散射,利用由实验数据拟合得到了精确依赖于离子能量的电荷交换和动量输运截面,计算了阴极区中离子（Ｎ２＾＋）的能量分布及角分布的空间变化,并与实验结果进行了比较。     

等离子体源离子注入柱形空心阴极内表面的蒙特-卡罗模拟

采用蒙特—卡罗方法对柱形空心阴极的氮离子(N ,N2 )注入进行了研究,考虑了氮离子与中性原子的电荷交换和弹性碰撞,计算了氮离子在不同压强下鞘层内表面的能量分布及角分布.     

低气压直流氩气辉光放电的数值模拟研究

建立了一维氩气直流辉光放电自洽流体模型,采用对流与扩散方程来描述带电粒子在间隙中迁移、扩散以及电子的能量变化过程,并考虑了空间电荷对电场的影响以及离子撞击阴极产生的二次电子发射作用.采用有限元法对放电模型进行数值求解,得到了放电电流随时间的演化波形,以及放电稳定后带电粒子的浓度与总通量密度的空间分布,同时也求得了电子能量与电场的空间分布.计算结果表明:加压25μs后,放电逐渐趋于稳定状态;当放电稳定后,在阴极位降区附近,离子密度比电子密度高几个数量级,在正柱区附近两者浓度几乎相等;电子能量在阴极位降区内达到峰值29 eV,而在负辉区及正柱区几乎保持不变;放电电流密度在阴极位降区主要由流向阴极的氩离子及其产生的二次电子所贡献,而在负辉区和正柱区,电子成了放电电流密度的主要贡献者.     

空心阴极磁约束氦放电中电子运动计算机模拟

采用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法，模拟了磁场影响下矩形空心阴极放电中电子的运动及其产生非弹性碰撞情况，得到了终止条件下电子的能量分布、空间分布，以及离子的空间分布．磁场的引入改变了电子的行程和产生各种非弹性碰撞的次数与位置，影响了整个放电过程．电子的各种参数分布的差异，正是由少数非弹性碰撞决定的．通过模拟得到：在恰当的磁场强度下，可改变电子的位置和能量分布，使总的离化数增加，改变负辉区和阴极位降区的离子分布，这对于更有效地控制激励、溅射和转荷反应过程，稳定放电有一定的指导意义．     

空心阴极磁约束氦放电中电子运动计算机模拟

采用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法，模拟了磁场影响下矩形空心阴极电中电子的运动及其产生非弹性磁撞情况，得到了终止条件下电子的能量分布，空间分布，以及离子的空间分布，磁场的引入改变了电子的衍程和产生各种非弹性碰撞的次数与位置，影响了整个放电过程，电子的各种参数分布的差异，正是由少数非弹性磁撞决定的，通过模拟得到，在恰当的磁场强度下，可改变电子的位置和能量分布，使总的离化数增加，改变负辉区和阴极位降区的离子     

氮气辉光放电阴极鞘层区氮离子输运过程模拟研究

从连续性方程出发，在考虑离子与中性分子动量交换输运动力学模型下，通过理论模拟研究了氮气辉光放电阴极鞘层区N^ 、N2^ 和电子浓度、电 位、电场强度的分布规律，考察了不同气压与初始离子浓度比例对上述物理量空间分布的影响。     

离子（N2^＋,N^＋）在阴极壁的能量变化规律的蒙特卡罗模拟

采用蒙特卡罗模拟对氮气辉光放电离子(N2^ ,n^ ）轰击阴极的能量分布,随放电参数的变化规律进行了研究。结果表明：离子在阴极壁的能量分布与放电参数有关,即随着工作气压的增加,向低能区压缩;随着电压升高,向高能区蔓延;随气全温度的升高,到达阴极壁的离子N^ 大幅度增加,N^ 的能量也显著提高;当工作气压P＜200Pa时,阴极壁上N^ 主要以高能粒子出现,但粒子数密度很低,随着工作气压或电压上升,离子N^ 的密度也将减少。     

离子(N_2~+,N~+)在阴极壁的能量变化规律的蒙特卡罗模拟

采用蒙特卡罗模拟对氮气辉光放电离子 ( N+ 2 ,N+ )轰击阴极的能量分布 ,随放电参数的变化规律进行了研究 .结果表明 :离子在阴极壁的能量分布与放电参数有关 ,即随着工作气压的增加 ,向低能区压缩 ;随着电压升高 ,向高能区蔓延 ;随气体温度的升高 ,到达阴极壁的离子 N+ 大幅度增加 ,N+ 的能量也显著提高 ;当工作气压 P<2 0 0 Pa时 ,阴极壁上 N+主要以高能粒子出现 ,但粒子数密度很低 ,随着工作气压或电压上升 ,离子 N+的密度也将减少     

温度对氮活性粒子（N^＋,Nf）轰击阻极壁的影响

采用蒙特卡罗方法，模拟研究了氮直流辉光放电电子碰撞、离解和N2^ 电荷交换离解过程，产生的活性粒子（N^ ,Nf)轰击阴极壁的能量分布随放电气体温度的变化规律。结果表明：阴极壁处活性粒子（N^ ,Nf)的能量最高且粒子数密度最大，最佳放电温度与参数（P，Vc)相关联。模拟结果为等离子体与材料表面的相互作用过程的认识提供了依据。     

高压加速辉光放电离子阵鞘层离子轰击靶阴极的蒙特卡罗模拟

用蒙特卡罗方法模拟计算了辉光放电中脉冲加速离子阵鞘层Ｎ＋１，Ｎ＋２离子到达靶阴极表面的能量分布和入射角分布。研究了靶室不同气压和不同温度下能量分布和入射角分布的变化     

轴向电场对纳米管道中溶液离子径向分布的影响

用分子动力学模拟的方法,研究了轴向外加电场强度对圆柱形纳米管道中NaCI溶液离子径向密度分布的影响.仿真结果表明,纳米管道两端的外加电场强度增大时,系统的瞬时动能增加.离子获得较大的径向动能就可以克服所在位置势能束缚,运动到使原来浓度峰值减小的径向位置,以保证系统的自由能减小,从而导致离子径向浓度峰值变小.壁面电荷密度越小,离子受到壁面电荷的束缚就越小,这一现象越明显.由于离子的径向分布对电渗流有直接影响,因此这一仿真对电渗流的理论研究和利用外电场实现离子分离的纳流体器件的设计具有重要的参考价值.     

铝电解阴极附近的离子分布及阴极放电过程

对铝电解阴极附近络离子的稳定性及离子分布进行了研究。认为络离子在电极双电层区域内越靠近电极其稳定性越低;各种离子(团)在电极附近均呈指数分布,从而说明了铝电解阴极直接放电的离子是Al_(3+)单体而不是AlF_6~(3-)等络离子。     

氮气直流辉光放电阴极鞘层区电子行为的蒙特卡罗模拟研究

采用蒙特卡罗模拟对氮气直流辉光放电等电子体阴极鞘层区内电子的输运过程进行了研究,计算了阴极鞘层中电子的能量及角分布的空间变化.模拟讨论了电子密度和电子平均能量在鞘层的轴向分布规律.结果表明:在鞘层电子主要以高能束的形式朝前散射,电子在输运过程中表现出的这一特征依赖于放电条件,电子碰撞电离和离解电离产生的次电子在鞘层边界附近迅速倍增.模拟结果为分子气体辉光放电等离子体过程的机理的认识提供了参考依据.     

Energetic optimization of ion conduction rate by the K+ selectivity filter.

The K+ selectivity filter catalyses the dehydration, transfer and rehydration of a K+ ion in about ten nanoseconds. This physical process is central to the production of electrical signals in biology. Here we show how nearly diffusion-limited rates are achieved, by analysing ion conduction and the corresponding crystallographic ion distribution in the selectivity filter of the KcsA K+ channel. Measurements with K+ and its slightly larger analogue, Rb+, lead us to conclude that the selectivity filter usually contains two K+ ions separated by one water molecule. The two ions move in a concerted fashion between two configurations, K+-water-K+-water (1,3 configuration) and water-K+-water-K+ (2,4 configuration), until a third ion enters, displacing the ion on the opposite side of the queue. For K+, the energy difference between the 1,3 and 2,4 configurations is close to zero, the condition of maximum conduction rate. The energetic balance between these configurations is a clear example of evolutionary optimization of protein function.     

低能离子与物质相互作用中电子能损微观机制的研究进展

深入了解离子与物质的相互作用是研究材料抗辐照性能以及应用离子束技术的基础和关键．离子的能量沉积是导致材料辐照损伤的根本原因,所以研究离子碰撞过程中的能损机制显得尤为重要．本文从离子与物质相互作用机制的研究背景和应用价值出发,阐述了有关载能离子在材料中的电子阻止本领的微观机制,总结了基于第一性原理分子动力学研究低速离子在材料中电子阻止本领的相关模型．回顾了国内外关于低能离子与物质相互作用中电子阻止本领及电子能损微观机制的理论和实验研究进展及发展趋势,论述了近几年北京师范大学在有关电子能损微观机制方面所取得的研究成果．阐述了电荷转移、化学键状态以及内层电子激发等因素对电子能损影响的微观机制,研究了在极低速度下电子阻止本领的阈值行为,为离子束技术的应用和材料抗辐照性能的评估提供了理论依据．对未来的研究进行建议展望．      

电弧阴极区性质的研究

采用一维非平衡等离子体模型讨论了阴极区的等离子体性质 ,阴极区被分为电离区和空间电荷区 .数值计算结果表明 :在电离区 ,电子的能量由焦耳热提供 ,而离子的能量主要通过离子电子碰撞获得 ,空间电荷区的电位降约为 5 .4V .     

在Gramicidin膜通道中碱金属离子与多肽基团之间的相互作用

以Grimicidin A做为生物膜金属离子通道模型,在给定的通道结构参数条件下,用量子化学ASED-MO法研究了K~+,Na~+离子在通道内沿中心轴移动时,能量剖面,金属离子与肽骨架上各原子的相互作用规律。发现(1)Na~+离子在通道中总能量的下降较K~+离子情况的低,但受到周围的排斥作用较前者大;(2)金属离子与通道上原子的排斥能在中间区域表现为小波动变化,与前人结论是一致的。着重分析骨架原子的净电荷分布及其受金属离子的影响,讨论了金属离子与骨架原子排斥能周期性变化的原因。