热电笼状物声子作用对其反常比热容的影响

笼状物材料具有极低的晶格热导率，表现出非常优秀的热电性能. 但是，笼状物中束缚在笼子中的原子与笼子的相互作用形式尚不明确，这种相互作用与其反常热力学性质的关系仍有很多争议. 使用从头算晶格动力学计算方法计算笼状物Ba8Ga16Ge30 (BGG)的声子以及比热容，利用同位素Ge-76替换的方法研究束缚原子与笼子的相互作用. 结果表明，束缚原子与笼子之间存在着明显的耦合作用，这种耦合作用对笼状物反常热力学行为的产生具有重要意义.     

PbZr0.3Ti0.7O3/PbTiO3超晶格的热释电性研究

基于朗道-金兹堡格-德文希尔(Landau-Ginzburg-Devonshire)热力学理论,我们研究了由PbZr0.3Ti0.7O3(PZT)与PbTiO3(PT)两种组份组成的超晶格的热释电性,并且考虑了两组份之间的失配应变的影响.我们探讨了界面耦合强度、组分厚度比例以及失配应变等对超晶格的极化强度和热释电性的影响.计算结果表明,这种铁电超晶格材料具有巨大的热释电系数.因此,我们可以通过调节界面耦合强度、组份比例等方法达到调控热释电性的目的,为实验和应用研究提供一个可靠而有效的方法.     

7Li原子的超流-绝缘相变

主要讨论加载在光学晶格中的、具有两体吸引相互作用的7Li原子可能呈现的量子相.我们应用平均场近似得出7Li原子的相图, 该相图与光学晶格中具有两体排斥相互作用原子的相图一样,由超流相和Mott绝缘相组成.同时,我们发现排斥三体相互作用对于稳定光学晶格中7Li原子的量子相有着重要的作用.     

准一维多嵌段共聚物有机量子阱和超晶格特征

在紧束缚模型的基础上, 研究了由聚乙炔(PA)和聚对苯撑(PPP)组成的准一维多嵌段共聚物系列材料的电子特性, 发现它们具有量子阱或超晶格特征. 各单体的尺度、单体间界面耦合以及电子-声子相互作用的强弱对共聚物的电子性质都有显著的影响, 与传统半导体量子阱和超晶格相似, 沿链方向外加电场的作用, 可导致量子隧穿的发生以及Franz-Keldysh效应和量子约束效应的出现.     

聚乙烯振动谱的研究

将几种不同密度的聚乙烯看成具有二维晶格结构,利用晶格动力学的方法,考虑了链间耦合作用和链中单体间次近邻的相互作用,计算了其色散关系,模拟了相应的振动谱.讨论了随着密度从高到低,链间距从小到大,链间耦合作用逐渐减弱所产生的新的物理效应.     

Dzyaloshinskii-Moriya相互作用对自旋S=1的Heisenberg模型热力学性质的影响

应用二自旋集团平均场近似的方法,研究了外磁场中简立方格子上具有Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用对自旋.S=1量子Heisenberg模型热力学性质的影响,得到了该系统的相图和磁化强度随温度变化的曲线.结果表明,所研究的系统存在三临界点.系统的这种临界行为可以解释为交换耦合作用与DM相互作用之间相互竞争的结果.     

冷原子物理

冷原子物理研究冷原子的产生、冷原子的物理特性及冷原子的应用.具体包括:利用激光与原子的相互作用实现原子的激光冷却与磁光囚禁,利用蒸发冷却、协同冷却等新冷却机制实现超冷原子,利用远失谐光偶极阱、光晶格等新囚禁方法囚禁超冷原子;用Feshbach共振方法调节原子之间的相互作用,从而产生超冷分子、三体Efimov态等少体束缚...     

全氟化的钾外掺杂富勒烯 K???C24F24的结构与额外电子特性研究

采用 B3LYP/6-311+G(d)方法研究了钾外掺杂的全氟化富勒烯 K???C24F24体系的结构及额外电子特性.计算结果显示,在 K 和 C24F24笼的强相互极化作用下,K 的价电子转移到 C24F24笼中形成额外电子和键长大于3.0?的新型长程 K+???C24F24-弱离子键(相互作用能为-65.63 kcal/mol).由于额外电子作负离子,K???C24F24体系具有明显的 electride 特征.值得注意的是,额外电子的一部分占据于笼子内部而另一部分占据在笼子骨架上.这使得其具有独特的部分溶剂化电子和部分偶极束缚电子的特征.我们还计算了 K+???C24F24-的额外电子吸收光谱     

基于DMRG算法的自旋轨道耦合排斥费米气体的相变研究

用密度重整化群(DMRG)方法研究了自旋轨道耦合作用下的一维光学晶格与超晶格中的排斥费米气体的相变。研究发现在光晶格中,在自旋轨道耦合作用下发生Mott绝缘态与金属态之间的相变。在超晶格中,在自旋轨道耦合作用下发生Band绝缘态、电荷密度波(BCDW)态或Mott绝缘态与金属态之间的相变,并且通过相图分析了自旋轨道耦合强度和相互作用强度对相变的影响。     

Al_(12)Pb团簇几何构形对其稳定性的影响

基于第一性原理,在密度泛函理论框架下,用局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)研究20面体Al12Pb团簇的几何构形和稳定性,计算了束缚能(BE)、电子亲合能、原子间平衡间距、最高占据轨道(HOMO)与最低未占据轨道(LUMO)间的能隙和最高占据轨道(HOMO)电子构型.此外,还计算了团簇的原子相互作用能.结果表明:具有C5v对称性团簇Al12Pb的束缚能比具有Ih对称性团簇Al12Pb的束缚能更低,稳定性更好;计算数据与实验结果相符合.     

La0.67Ca0.33MnO3的光致发光光谱的研究

采用高温固态反应法制备了具有钙钛矿结构的锰氧化物La0.67Ca0.33MnO3,利用X射线衍射、光致发光谱等实验技术研究其结构和性质.应用光致发光方法研究发现了两套谱线变化的规律,这两套谱线变化源于两种微观作用的相互竞争.这两种作用是:(i)eg电子与t2g自旋相互作用;(ii)eg电子与晶格振动耦合相互作用.     

光腔内一维扩展玻色-哈伯德模型的量子相变

光晶格为研究冷原子提供了一个非常纯净并且容易调节的实验平台.在光腔内的光晶格中载入冷原子,可以引入光子原子之间的耦合相互作用,有助于人们研究超辐射转变以及超流和超固体等量子相.除了最近邻格点之间原子排斥相互作用有助于形成超固体以外,原子光子耦合系数的正负符号随位置交替变化也有助于形成超固体.本文将这两种相互作用都考虑进光腔中扩展玻色-哈伯德模型,通过测量原子密度、光子密度、超流序参量、固体序参量和超固体序参量,用平均场方法得到系统的基态相图,发现与硬核系统相比,软核系统的超固体范围更大更容易被发现.此研究结果有助于指导光腔中冷原子实验寻找新的量子相.     

MnCu(pba)(H_2O)_3·2H_2O电子结构和磁性质的第一性原理研究

利用第一性原理方法研究化合物MnCu(pba)(H2O)3.2H2O(pba=1,3-propylenebis)的电子结构和磁性质。通过计算,发现该化合物存在铜和锰两个磁性中心。铜—桥相互作用显示共价键特征,而锰—桥之间主要是闭壳层相互作用,并且存在强的链内耦合与弱的链间耦合。磁性耦合来源于铜和锰原子向桥联原子的自旋退局域化效应,且具有磁性特征但不具有金属性特征。     

全氟化的钾外掺杂富勒烯K…C24F24的结构与额外电子特性研究

采用B3LYP/6-311+G(d)方法研究了钾外掺杂的全氟化富勒烯K…C24F24体系的结构及额外电子特性。计算结果显示,在K和C24F24笼的强相互极化作用下,K的价电子转移到C24F24笼中形成额外电子和键长大于3.0?的新型长程K+…C24F24-弱离子键(相互作用能为-65.63kcal/mol)。由于额外电子作负离子,K…C24F24体系具有明显的electride特征。值得注意的是,额外电子的一部分占据于笼子内部而另一部分占据在笼子骨架上。这使得其具有独特的部分溶剂化电子和部分偶极束缚电子的特征。我们还计算了K+…C24F24-的额外电子吸收光谱。     

原子间相互作用对势计算合金奥氏体结合能

利用量子化学从头计算方法和半经验原子间相互作用对势,并参考“固体与分子经验电子理论”中的合金奥氏体的晶胞模型,计算出Fe-C-Mex奥氏体晶胞的结合能信息.由计算分析可知:(1)各种合金元素原子与C原子之间的结合能高于或低于Fe-C之间的结合能.由于这种差别,不同合金元素原子在固态相变中的特征行为也不同.(2)合金奥氏体中所有合金元素原子与C原子的结合能几乎都高于奥氏体中的Fe-Fe、C-C、Mex(Mey)-Mex(Mey)、Mex(Mey)-Mey(Mex)、Fe-Mex(Mey)原子之间的结合能.(3)相对γ-Fe基体而言,含有碳原子和合金元素原子的晶胞均具有较大的结合能,起固溶强化作用,而且结合能越大,对相变的阻力也越大.这种阻力和相变驱动力交互作用能改变相变产物的结构、形态和性能.     

卤素桥接混合价含金属络合物中的对角与非对角电子—晶格耦合

本文研究准一维卤素桥接混合价含过渡金属络合物(HMMC's)中的对角和非对角电子—晶格耦合.利用Green函数方法首次计算了非对角电子—晶格耦合对极化子结合能的影响.结果表明,当同时包括对角和非对角耦合时,这种物质的基态将是电荷密度波(CDW)和键序波(BOW)共存,而以前的研究者都认为在这种物质中只存在电荷密度波(CDW).     

单层石墨和多层石墨的电子能带结构

用紧束缚方法得到了单层石墨材料中π和π^＊能带的解析表达式;当考虑前三近邻原子的相互作用时,紧束缚方法的计算结果与第一性原理计算结果符合很好。在前三近邻紧束缚近似的基础上,考虑到层问原子的相互作用,进而得到了多层石墨的π和π^＊能带结构。     

Ni基高温合金中有序化和电子结构的计算

为了研究镍基合金的强化机理,给合金设计提供理论基础.在紧束缚框架下应用Recursion方法,计算了镍基合金Ni-X(X=Ti、Al、Nb、Ta)的电子结构,给出了合金原子局域态密度及它们之间的相互作用能.研究结果表明,合金原子Ti、Al、Nb、Ta的相互作用能均为正值,具有强烈的有序化倾向.有序化形成第二相粒子后阻碍位错运动,提高合金强度.     

小尺寸Au-Ag合金团簇负热容的模拟研究

利用分子动力学方法,研究了AuN-XAgX(N=144;X=0,24,48,72,96,120和144)纳米团簇熔化过程中的热力学性质.计算模型采用原子嵌入模型(EAM)和Johnson提出的贵金属原子间相互作用势函数.模拟结果表明:金银合金团簇在熔点附近具有负热容特性,负热容主要由相变前后团簇内部结构突变引起.     

单模奇相干态光场与耦合双能级原子相互作用系统的量子场熵演化特性

应用全量子理论,研究了单模奇相干态光场与耦合双能级原子相互作用系统的量子场熵演化特性.通过数值计算,分析了光场初始为单模奇相干态且耦合双能级原子分别处于两种不同EPR(Einstein Poclolsky Rosen)态时光场的平均光子数n0、场与原子间相互作用耦合强度g以及原子与原子间偶极相互作用的耦合强度ga对光场量子场熵演化特性的影响.结果表明,量子场熵随时间的演化与原子的初始状态有关;在初始强场(n0 1)条件下,光场与原子纠缠与退纠缠呈现一定的周期性,且存在量子干涉现象;随着g的增大,量子场熵不规则振荡周期逐渐减小;当ga为定值时,量子场熵的时间演化呈现崩坍与回复现象.