多价电子原子的朗德g因子的计算

原子磁矩决定原子的磁性,求出原子磁矩的关键是朗德g因子的计算。在量子力学中,原子磁矩的计算是比较复杂的。本文提出一种简单的、利用原子矢量模型计算多价电子原子朗德g因子的方法。     

级联三能级原子与光场相互作用模型中的保真度

运用了全量子理论,对级联三能级原子和单模光场作用模型中的保真度演化特性进行了研究,讨论了影响保真度的因素。结果显示,系统的保真度主要取决于原子和光场之间的关联程度,当原子处于高能态时,原子和光场关联增强,光场和原子的保真度降低;原子处在低能态时,光场和原子的关联性减弱,光场和原子的保真度增加。     

In极性面InN的生长动力学行为

采用第一性原理模拟计算方法,从原子层面出发,了解InN的生长动力学行为.通过计算N和In原子于不同覆盖度下In极性表面的top、h3以及t4位置上的形成能和扩散势垒,了解沉积原子的相互作用和成核.结果表明,In原子比N原子更容易在干净的In极性表面吸附、粘接,并通过扩散找到稳定位置,形成一个较致密的双In原子层.模拟计算了N和In原子在双In原子层和三In原子层表面的扩散,结果显示,在稳定的双In原子层上,N原子将通过垂直扩散穿过顶部In原子层,并在两In原子层表面之间横向扩散,形成纤锌矿结构的InN材料;然而,In原子虽然可形成三In原子层或In滴,其上沉积的N原子也仅能垂直扩散穿过顶部In原子层,长成新的InN分子层,与InN基底间存在双In原子层或更厚的In薄膜,形成不完整的纤锌矿结构InN薄膜.在此基础上,我们提出一新的InN外延两步生长法,以在生长过程中尽量保持表面只存在双In原子层结构,为高质量InN薄膜的外延提供理论依据.     

基于级联原子库的时频原子分解

为了分解多分量雷达辐射源信号,提出一种基于级联原子库的时频原子分解方法.该方法先构建级联原子库,采用该原子库对信号进行时频原子分解,以得到信号的最优稀疏表示.仿真实验结果表明,对多分量雷达辐射源信号进行时频原子分解,该方法在重构精度、衰减率和重构信号时频聚集性3个方面均优于单一时频原子库下的时频原子分解方法.     

自发辐射诱导原子质心运动退相干的理论研究

研究单个二能级原子与真空电磁场的相互作用,给出了总系统的薛定谔方程的解析波函数,并分析得出原子质心运动的约化密度矩阵。结果表明原子内部电子态与真空场的相互作用会诱导原子的质心运动与原子的内部电子态发生纠缠,从而会导致原子的质心运动发生量子退相干。文中还给出了退相干因子的解析表达式,并通过图形演示了原子质心运动退相干的动力学演化情况,以及与原子的空间尺度和原子-场耦合强度的相关性。     

自由空间中一维W原子链的磁性

应用基于密度泛函理论的第一原理方法,对自由空间中的一维W原子链的磁性进行了计算.得到了考虑自旋轨道相互作用的铁磁,反铁磁以及螺旋磁性结构的一维W原子链的原子磁矩随原子间距的变化及相应的磁学性质,并与不考虑自旋轨道相互作用的情况做了对比.结果发现,原子链的原子磁矩在原子间距的一个小变化范围内有个跃升,最终趋于单原子磁矩;与体材料时不同,稳定的一维W原子链具有磁性,而且反铁磁W原子链的相对稳定性高;轨道磁矩在有近邻原子作用时出现,且极化方向与自旋极化方向相反.最后,也对W一维原子链的电磁性质进行了讨论.     

基于原子与光场共振相互作用的W态融合

基于腔量子动力学(QED)系统,从N个原子和M个原子的W态中各取1个原子同时送入真空腔场,利用原子与腔场相互作用实现2个W态融合.当原子与腔场发生共振作用后,探测腔场.结果表明:若有1个光子,则初始的2个W态以一定概率融合为(N+M)个原子W态;若腔场中没有光子,则探测飞出2个原子,若2个原子中有1个原子处于激发态,则初始的2个W态以一定概率融合为(N+M-2)个原子W态;若2个原子均处于基态,则余下的(N-1)个原子W态和(M-1)个原子W态仍可按此方案循环融合.     

陶瓷晶粒生长仿真的最优化方法

针对陶瓷晶粒生长原子线度仿真数据量大、运行速度慢的问题,提出基于原子坐标信息而建立的最优化数据结构三叉树,将较适用于晶粒生长仿真的空间离散化方法与利于数据编辑的树型方法结合在一起,以适应快速地增加、查找、删除原子数据的需要.针对存储量问题,提出只存储外部原子(边界原子)信息的方法.每个原子含一整型数(integer),整型数的每一位记录其一个相邻原子是否是内部原子1表示内部原子,0表示外部原子.程序实现证明,仿真速度比原无序的数据结构提高了一个数量级,为O(n2/3);对于n3个原子,只需存储6n2个原子信息,节省了大量存储空间.     

二能级原子自发辐射过程中的Wigner-Yanase偏态信息

研究单个二能级原子自发辐射过程中原子和光场Wigner-Yanase的信息变化,并分别计算原子和辐射场的Wigner-Yanase信息.结果表明:原子和光场的Wigner-Yanase信息均依赖于平均值〈Sz〉;当原子处于基态时,光场的Wigner-Yanase信息达到最大值;原子与光场并非同步达到最大混合态.     

Sn对O原子在ZnO(0001)-Zn极性面上吸附影响的第一性原理研究

采用第一性原理系统地研究了Sn原子存在时对ZnO (0001)极性面再吸附原子的影响.计算了Sn、O(Zn)原子吸附在(0001)表面的总能以及在(0001)极性表面存在有Sn、O原子时候再次吸附O、Sn原子的总能.通过比较这几种吸附体系的总能,我们得到:(0001)表面在有Sn原子存在的情况下吸附的O原子比O原子直接在(0001)面上的吸附更加稳定;在Sn 原子存在情况下(0001)表面再次吸附原子后的稳定构型是(0001)-O-Sn而不是(0001)-Sn-O,这使得Sn原子恒存在于顶部,起到催化效果.     

Electronic properties and stabilities of methoxy-substituted Lindqvist polyoxometalates [Nb2W4019CH3]3- by DFT

The electronic properties and stabilities of five [Nb2W4O18OCH3]3-isomers have been investigated using a density functional theory method.The results show that the isomer with the methoxy group occupying a bridging position between two tungsten atoms(two tungsten atoms in the plane that contains two niobium atoms) in the [Nb2W4O18OCH3]3-framework is the most stable isomer in acetonitrile.The stability of the one-electron-reduced isomers changes little.The most stable one-electron-reduced isomer has the methoxy group occupying a bridging position between niobium atoms in the [Nb2W4O18OCH3]4-framework.The M-Ob(M = Nb,W;b denotes bridging) bond lengths in anions in which the metal atoms are connected by a methoxy group are longer than those in [Nb2W4O19]4-.The highest occupied molecular orbitals(HOMO) in [Nb2W4O19]4-mainly delocalize over the bridging oxygen atoms of two niobium atoms and two tungsten atoms located in the equatorial plane,and the bridging oxygen atoms on the axial surface.The lowest unoccupied molecular orbitals(LUMO) of [Nb2W4O19]4-are mainly concentrated on the tungsten atoms and antibonding oxygen atoms.Methoxy substitution modifies the electronic properties of the [Nb2W4O18OCH3]3-isomers.The HOMOs in the five isomers formally delocalize over the bridging oxygen atoms,which are distant from the surface containing the methoxy group and four metal atoms.The LUMOs delocalize over the d-shells of the four metal atoms that are close to the methoxy group,and the p-orbitals of oxygen.One-electron reduction occurred at the tungsten atoms,not the niobium atoms.     

机械合金化Fe70Cu30体系的结构研究

利用XAFS方法对机械合金化Fe70Cu30样品中Fe,Cu原子的局域环境结构随球磨时间的变化情况进行了研究，结果表明，由于Fe和Cu原子分别向fcc的Cu相和bcc的Fe相的扩展，Fe和Cu同时存在于fcc和bcc结构相中，介Fe和Cu原子的局环境结构随球磨时间的级很大判别，球磨2h后，样品中73％的Cu原子在fcc相，27％的Cu原子在bcc相，21％的Fe原子在fcc相，79％的Fe原子在bcc相，球磨5h，fcc相的Cu原子减少到59％，fcc相的Fe原子则略有增加，为29％，球磨10h后，fcc相的Cu原子比例又增加到86％，fcc相的Fe原子也迅速增加到51％，说明大量的Cu原子扩散到bcc的Fe相后诱导其产生fcc结构相变，继续球磨到20h，样品中Cu原子和Fe原子在fcc和bcc相的比例基本保持不变，这些结果说明，在球磨过程中Fe和Cu并未形成均一的固溶体，同时存在着fcc的Cu富集区，fcc的Fe富集区和bcc的Fe富集区。     

Magnetic trapping of rare-earth atoms at millikelvin temperatures

The ability to create quantum degenerate gases has led to the realization of Bose-Einstein condensation of molecules, atom-atom entanglement and the accurate measurement of the Casimir force in atom-surface interactions. With a few exceptions, the achievement of quantum degeneracy relies on evaporative cooling of magnetically trapped atoms to ultracold temperatures. Magnetic traps confine atoms whose electronic magnetic moments are aligned anti-parallel to the magnetic field. This alignment must be preserved during the collisional thermalization of the atomic cloud. Quantum degeneracy has been reached in spherically symmetric, S-state atoms (atoms with zero internal orbital angular momentum). However, collisional relaxation of the atomic magnetic moments of non-S-state atoms (non-spherical atoms with non-zero internal orbital angular momentum) is thought to proceed rapidly. Here we demonstrate magnetic trapping of non-S-state rare-earth atoms, observing a suppression of the interaction anisotropy in collisions. The atoms behave effectively like S-state atoms because their unpaired electrons are shielded by two outer filled electronic shells that are spherically symmetric. Our results are promising for the creation of quantum degenerate gases with non-S-state atoms, and may facilitate the search for time variation of fundamental constants and the development of a quantum computer with highly magnetic atoms.     

量子化学从头计算法计算石墨微晶中碳原子的净电荷

采用从头计算法在RHF/STO-3G水平上对石墨微晶中不同位置碳原子的净电荷进行量化计算;研究碳原子的净电荷与炭材料的微观结构变化规律;根据石墨的结构与成键特征,将石墨表面的碳原子分为边缘碳原子与基平面碳原子.研究结果表明：在单碳层及含多层碳的石墨微晶中,不同位置碳原子的净电荷数差别较大;基平面碳原子的电子云密度较小,均带部分正电荷;部分边缘碳原子的电子云密度较大,净电荷为负.随着平行于碳层的微晶尺寸La及垂直于碳层的微晶尺寸Lc的增大,边缘碳原子中电子云密度最大的碳原子所带的负电荷增加.     

单模真空场-耦合双原子系统的量子保真度演化

本文利用全量子理论,研究了单模真空场-耦合双原子系统的量子保真度演化特性。结果表明,原子与原子之间偶极相互作用的耦合系数、原子与光场之间的耦合系数以及初态时两个原子均处于基态的几率等因素影响着保真度的演化规律。当原子与原子之间偶极相互作用增大时,整个体系的保真度增大,并且演化曲线出现崩溃-回复特征;当原子和光场之间的耦合系数增大时,整个体系的保真度减小,并且演化曲线的周期明显变小;当初态两原子均处在基态的概率增大时,整个体系的保真度增大。     

The entanglement evolution of two coupling two level atoms interacting with a single mode vacuum field in multiphoton Tavis Cummings model

Using multipohton Tavis-Cummings model, the entanglement evolution of two coupling two-level atoms in Bell states interacting with a single-mode vacuum field is investigated by using Negativity. The influences of coupling constants between atoms, the atomic initial states and the photon number of transition on the entanglement evolution of two coupling two-level atoms are discussed. The results obtained using the numerical method show that the entanglement of two atoms is related with coupling constants between atoms, the atomic initial states and the photon number of transition. The two-atom entanglement state will forever stay in the maximum entanglement state when the initial state is .When the initial state of two atoms is , the entanglement of two atoms displays periodic oscillation behavior.and its oscillation period decreases with increasing of coupling constant between atoms or the photon number of transition. On the other hand, when the initial state is or , the entanglement of two atoms displays quasiperiodic oscillation behavior and its oscillation period decreases with increasing of coupling constant between atoms or the photon number of transition .     

Quantum engineering: an atom-sorting machine

Laser cooling and trapping techniques allow us to control and manipulate neutral atoms. Here we rearrange, with submicrometre precision, the positions and ordering of laser-trapped atoms within strings by manipulating individual atoms with optical tweezers. Strings of equidistant atoms created in this way could serve as a scalable memory for quantum information.     

单晶铜中纳米空洞的特性研究

利用分子动力学方法研究了单晶铜中球形空洞在冲击波下的演化过程.模拟结果表明在冲击波作用下,空洞周围原子发生滑移,已滑移和未滑移的边界形成位错环.不同位错环处的生长速度不同.     

F原子与臭氧和甲烷反应机理的量子化学研究

用量子化学从头计算G3和G3MP2方法研究F原子与臭氧和甲烷的反应机理。优化了反应物、产物、中间体和过渡态的几何构型,研究结果表明,F原子与臭氧之间有很强的反应活性,但F原子与甲烷之间的反应活性更强,通过比较,当F原子与臭氧和甲烷竞争反应时,F原子与甲烷之间反应优先,并合理解释了大气中Cl原子是损耗臭氧的主要化学物质,而活性更强的F原子对臭氧损耗较小的原因是F原子被甲烷消耗了。     

2,4,6-三硝基-2,4,6-三氮杂环己酮生成历程的~(15)N示踪原子研究

该文用~(15)N示踪原子对DPT上不同类型的胺基氮原子分别进行标记。有~(15)N标记的DPT在硝解剂中生成的硝解碎片分子与脲或硝基脲进行曼尼希缩合反应生成2,4,6-三硝基-2,4,6-三氮杂环己酮产物,用质谱分析法鉴定反应物和产物中~(15)N原子的分布及丰度。研究结果表明:DPT上两种不同的胺基氮原子所在的硝解碎片分子的反应性是很不相同的。三亚甲基胺基氮原子100％地进入产物分子的4位,而硝基胺基氮原子100％地不进入产物分子。