哈密顿正则方程与稳恒电流电路

用完整系哈密顿正则方程研究了稳恒电路中的能量转换问题,认为在多种保守力作用的体系中研究质点的能态问题,必须将研究对象分别与其有一种保守力作用的物体划分在一个系统内,以构成不同的系统;计算研究对象在一个系统中的能量,必须将其他系统对研究对象作用的保守力视为广义力,考察广义力对研究对象做功的结果,分析研究对象在该系统中的能态变化,即哈密顿正则方程仅适用于一种保守力场中研究对象能态的研究。分析了外电场对晶格势场的作用,认为电流的磁场力和霍尔电场力是稳恒电路中的广义力,霍尔电势是载流子在晶格势场中电势能的增量,因此,在通电时,载流子在晶格势场中的电势能增加,能态升高。同时分析了载流子对比热贡献的物理机制和超导二级相变的发生机理,认为载流子将吸收的热量转变成其在晶格势场中的本征能量而能态升高;在二级相变点附近,比热跃变说明价电子在晶格势场中的电势能发生了跃变,价电子在晶格势场中的受力发生了跃变。同时给出了本征能态的物理意义说明,本征能态是指价电子在晶格势场中的电势能与动能相对应的能态,不同的价电子在实空间中的不同位置只要处于同样的能态,则其在晶格势场中的电势能和动能有相同的数值。     

电热效应机理分析

分析了电热产生的机理,认为,绝缘体材料中的电热是由于外电场作用使价电子能态升高,改变了构成材料的价电子空间位置,使得晶格势场分布发生了变化,价电子系统处于高能状态.价电子系统由高能状态向低能状态转变的过程,对应于导体由热学非平衡态向平衡态——热学最可几状态转变,此时以热的形式放出多余能量,即表现为电热.导体载流时,载流子在作宏观定向运动,当其靠近原子实时,由于在晶格势场中的能态降低,故以热的形式放出多余能量,这就是通常所说的电流热效应.其实,电热与载流子宏观定向运动无关,例如,处于超导载流态的超导体内,虽然有载流子的宏观定向运动,但没有电热产生.电热产生是与价电子能态变化紧密相关的.     

固体材料中价电子正则动量影响因素分析

分析了正则方程和正则动量的物理意义,讨论了由正则方程向薛定谔方程过渡的物理依据,认为正则方程和薛定谔方程都是研究有心力场中单粒子运动问题的. 正则动量是与粒子在有心力场中的能态相对应的动量,影响正则动量的分别是温度和外场. 温度只影响固体材料中价电子的正则动量,外场既影响固体材料中价电子的正则动量,也影响其定向运动动量.     

电子隧道效应新释

用经典物理的办法解释了电子隧道效应,认为电子隧道效应是导体中的自由电子扩散到绝缘层中,使得绝缘层中的价电子能态升高,由束缚态（局域态）转变成自由态（公有化态）,从而参与裁流的现象：导体中的自由电子扩散到绝缘层中,由于库仑斥力的作用,使得绝缘层中的价电子在晶格势场中的能态升高,降低了势垒高度,同时,由于载流子定向运动产生的霍尔电场对价电子做功及电流产生的焦耳热也使得价电子能态升高。在三个因素的影响之下,绝缘层中价电子能态升高,由局域态转变成自由状态,从而参与载流。根据绝缘层厚度和隧道效应的尺寸,可以判定金属中价电子对绝缘层中价电子的作用范围大约是十几A的限度．     

Cu掺杂AlN的铁磁稳定性的第一性原理计算

文章采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势法,结合广义梯度近似计算了Cu掺杂AlN的晶格常数、能带结构、电子态密度、铁磁态和反铁磁态的总能量,并通过平均场近似的海森堡模型估算了居里温度Tc。结果表明,Cu掺杂体系的能带结构呈现半金属性,半金属能隙为0.442eV。铁磁性是Cu原子的3d态与其最近邻的N原子的2p态通过p-d杂化作用而稳定的。当两个Cu原子相距最远且自旋平行排列时,体系具有最低的能量,估算出此时的居里温度高于室温,因此Cu掺杂AlN有望作为稀磁半导体材料。     

电势差与价电子能态关系研究

根据电相互作用原理,从微观角度分析了霍尔电势差,导体、绝缘体和半导体两端电势差产生的机理.认为在外电场的作用下价电子吸收外电场能量,并将其转化为晶格势场中的电势能,从而导致价电子在晶格势场中的电势降落(价电子远离原子核),因此,在霍尔元件上垂直于外电场方向上存在霍尔电势差,导体、绝缘体、半导体两端的电势差都是沿外电场方向所有价电子在晶格势场中的电势降落的总和.同时首次给出了空穴形成的物理图象:价电子由电负性弱的原子向电负性强的原子转移形成空穴.也首次给出了反映晶体各向异性的方法——测量非外电场方向绝缘体、半导体两点之间的电势差.     

霍尔角、霍尔电场与载流子能态关系研究

讨论了霍尔电场和外加电场对裁流子作用问题,认为外电场既改变载流子在晶格势场中的能态,也驱动栽流子作漂移运动．在外电场作用下,霍尔角正切反映了载流子在晶格势场中增加的能量占外电场输入能量的百分比,外电场输入能量的其他部分转变成裁流子漂移运动动能、晶格格点热振动能量及焦耳热．     

大电流弧光放电机理讨论

用电磁学理论结合能带理论讨论了弧光放电机理问题,认为在大电流的条件下,电极上能够产生大量的焦耳热使得阴极上的自由电子在晶格势场中的能态升高;由于大电流可以使得大量载流子参与定向运动,当电极断开时,大量载流子的定向运动动能转化为阴极上自由电子在晶格势场中的电势能,进一步升高阴极上自由电子在晶格势场中的能态;由于大电流使得阴极上聚集的自由电子数量巨大,从而在阳极和阴极间产生强电场,在两极间强电场的作用下,可以产生场致发射。解释了弧光放电过程申的负伏安特性;分析了弧光放电过程,比较了热电子发射和场致发射的联系与区别。     

高压交直流输电比较研究

比较了高压交流输电和高压直流输电的差异,认为,输送同样的电能,高压直流输电损耗少的原因在于载流子在晶格势场中的能态低;由于载流子受到感应电场的作用,高压交流输电载流子在晶格势场中的能态将高于高压直流输电载流子的能态。不论高压交流输电还是高压直流输电都存在着趋肤效应,直流趋肤效应起源于载流子受到的霍尔电场力;交流趋肤效应起源于载流子除了受到霍尔电场力外,还受到了交变电场力的作用.     

Al掺杂的Ca2Si的电子结构和光学性质的研究

采用基于密度泛函理论的赝势平面波方法对Ca2Si和Al掺杂Ca2Si的能带结构、态密度和光学性质进行计算。结果表明Al掺杂引起了晶格结构畸变,晶胞体积增大;费米能级插入价带中,Al掺杂Ca2Si变为P型半导体,禁带由未掺杂时的0.26eV变为0.144eV,价带主要由Si的3p,Al的3p以及Ca的4s和3d共同贡献,导带主要由Si的3p态贡献;光学性质的结果显示,由于Al掺入,ε1（0）值增大,ε2(ω)向低能端移动,吸收系数、复折射率增大,反射率减小。     

原子系统基态能量和波函数的自洽场计算

本利用Hartree—Fock自洽场方法计算了原子序数Z＝2到Z＝9的原子以及对应各价离子的基态能量，计算结果与实验结果符合的较好，同时给出了处于基态的氧原子的各个价电子的波函数．     

处于静电平衡状态导体上的电势与导体内部自由电子能态关系研究

讨论了热运动与导体内自由电子能态的关系和导体处于静电平衡状态时内部自由电子能态问题,认为,传统物理学中关于＂导体内自由电子的热运动能量＂是一种不确切的提法,实际上,电子把从外界吸收的热能转化成了在晶格势场中的电势能。证明了处于静电平衡状态的导体,其内部自由电子处于相同的能量状态,给出了等势体物理意义的说明。给出了一种测量导体内自由电子之间相互作用库仑斥力势能的一种方法。     

A-H键振动频率

本文用价层轨道平均能和价电子的平均核势来研究A－H键振动的规律性,得出了一个关系式,用此公式计算振动频率的值与实验值非常接近。     

原子及轨道电亲性：新能量标度及其相关分析

应用原子的平均电离能来近似度量电亲性或电负性。所提出的电亲性新标度XLL与总电离能U除以原子价壳层电子数目N即平均电离能B成正比，进一步地从原子总电离能T或平均电离能B可确定其价与杂化轨道电亲性。它们虽支接从基态自由原子计算得到，却与从热化学数据得到的鲍林电负性颇为一致，因而计算上避免了其经验性，也可方便地计算惰性元素的电亲性，应用上同样具有广适性，并已显示出其优越性和独到处。     

Fluctuating valence in a correlated solid and the anomalous properties of delta-plutonium

Although the nuclear properties of the late actinides (plutonium, americium and curium) are fully understood and widely applied to energy generation, their solid-state properties do not fit within standard models and are the subject of active research. Plutonium displays phases with enormous volume differences, and both its Pauli-like magnetic susceptibility and resistivity are an order of magnitude larger than those of simple metals. Curium is also highly resistive, but its susceptibility is Curie-like at high temperatures and orders antiferromagnetically at low temperatures. The anomalous properties of the late actinides stem from the competition between itinerancy and localization of their f-shell electrons, which makes these elements strongly correlated materials. A central problem in this field is to understand the mechanism by which these conflicting tendencies are resolved in such materials. Here we identify the electronic mechanisms responsible for the anomalous behaviour of late actinides, revisiting the concept of valence using a theoretical approach that treats magnetism, Kondo screening, atomic multiplet effects and crystal field splitting on the same footing. We find that the ground state in plutonium is a quantum superposition of two distinct atomic valences, whereas curium settles into a magnetically ordered single valence state at low temperatures. The f(7) configuration of curium is contrasted with the multiple valences of the plutonium ground state, which we characterize by a valence histogram. The balance between the Kondo screening and magnetism is controlled by the competition between spin-orbit coupling, the strength of atomic multiplets and the degree of itinerancy. Our approach highlights the electronic origin of the bonding anomalies in plutonium, and can be applied to predict generalized valences and the presence or absence of magnetism in other compounds starting from first principles.     

激光低温等离子体电子量子基态

本文利用量子统计理论中的 Wigner 矩阵方法对激光低温等离子体电子量子基态能量进行了计算,得到了量子基态能量的分析表达式。结果指出:因长程库仑相互作用而导致基态结构变化,同位相振动的电子是形成量子基态的主要原因,并指出激光等离子体中激光场和粒子相干振动对集团性离子反应的重要作用。