高压下点缺陷铜的弹性性质的研究

运用基于分子间相互作用及Y.Mishin的EAM势,计算得到铜的空位形成能为1.272 eV与实验值符合.对5×5×5、6×6×6、7×7×7、8×8×8各失去一个原子的4种含有不同空位浓度的点缺陷铜系统的弹性系数进行了模拟,并对同一浓度的缺陷晶体在0-35 GPa压强范围内的弹性系数进行了计算,发现空位浓度的提高降低了铜的弹性系数,而压强的增大使得缺陷系统的弹性系数越接近相同压强完整晶体的弹性系数.     

高压下α-Al2O3电子结构和光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法结合局域密度近似(LDA),研究了高压下α - Al2O3(corundum)的能带结构、电子态密度分布和光学性质,解释了已经报道的实验结果,且进一步研究了α - Al2O3的其他物理参数随外压力的变化规律.     

100GPa条件下BC_4N(C_2)/(BN)_(2×1)(111)超结构的电子特性及光学性质研究

用密度泛函理论平面波赝势方法及广义梯度近似研究(C_2)/(BN)_(2×1)超结构在高压下的电子特性和光学性质,并计算模拟其能带结构与光学性能随压强的变化规律.结果表明:随着外界压强的增大,该物质的禁带宽度略有展宽.当压强从0增至100 GPa时,禁带宽度值从2.353 e V增加到2.438 e V,相对增加值为3.48%.从态密度图上可以看出,由于(C_2)/(BN)_(2×1)的s轨道和p轨道杂化程度较高,该结构处于稳定状态.根据介电函数可知,随着压力的增大该物质的本征吸收限略显蓝移,这与禁带宽度随压强的增加略有增大的结果一致.从吸收系数图谱上可以看出,当波长大于248 nm后该物质是透明的,也就是说在可见光范围内(390～700 nm),BC_4N是一种透明物质.同时,随着压强的增加,吸收系数、反射系数、能量损失谱、消光系数和折射率均出现蓝移,但图谱的形态没有明显的改变.     

地幔底部异常区域的形成和存活的物化机理分析

解读地幔内部的横向不均匀结构中所反映出它的物理化学性质的变化信息是人们探究地幔精细构造的关键。依据地幔矿物物理学的理论和一些地球物理观测结果（δlnρ〉0，δlnVφ〉0，δ1nVs〈0，δT〉0），估计了在太平洋中部以及非洲大陆下靠近地幔底部的异常区域内铁和硅的含量变化的比值范围。结果表明，在那些异常区域内铁和硅的含量同时增加，它可能与方镁铁矿在地幔底部温压条件下发生相分离相关。实验证实在那些条件下方镁铁矿（Mg，Fe）O能分解为一个较轻的富含镁相和一个较重的富含铁相，并且较轻的富含镁相可以随地幔上升流上浮，导致富含铁和硅的矿物集沉积在那些异常区域内。按照这个思路，所导致的铁和硅含量变化的比值是在基于地球物理观测结果所估计的铁和硅含量的变化比值范围内，而且可以判定，核幔边界处外核材料局部地进入地幔底部引起铁的含量进一步地增加也可能同时发生在异常区域内。另外，硅含量的增加能够导致粘性上升，因此，由于地幔材料不充分地搅拌使得化学组分分异区域能够在地质时间尺度上的存活成为可能。     

基于遗传算法的超材料吸收器逆向设计研究

通过MATLAB编码图案控制Computer Simulation Technology (CST) Microwave Studio计算模拟软件,针对电磁超材料吸收器正向设计只能基于规则图案的现状,采用遗传算法对超材料吸收器进行逆向设计研究.以自动仿真为基础,用CST计算随机不同的初始图形结果,然后在遗传算法中迭代优化,不断用CST计算新出现图形的吸收率,最后优化出吸收率高的吸收器.首先进行单目标遗传算法优化设计吸收器,结果表明,在各个太赫兹波段,最高吸收峰的吸收率均大于96%,次高峰大于94%,平均吸收率均大于87%.然后进行多目标遗传算法优化设计,不再局限于一个单独的吸收率指标,能够加上如非目标波段的低吸收率的性能指标,实现单频吸收的功能.     

嵌入原子方法的研究进展

嵌入原子方法(EAM)是由Daw和Baskes于1983年首先提出并加以发展的,它是用于构造金属多体势模型的一种方法。将传统的对势加入到嵌入电子密度函数中,消除了与对势有关的两大问题:Cauchy歧异问题和内聚能—空位形成能。EAM经历了如下发展途径:对势—准原子理论和有效介质理论—原型嵌入原子理论—分析型嵌入原子理论—改进型嵌入原子理论—改进分析型嵌入原子理论。近年来,该理论在计算材料科学中发展十分迅速。本文主要阐述了EAM的发展历程及最新进展情况,并展望了发展趋势。     

基于金属-石墨烯多层结构的可调谐无偏振完美吸收器

提出一种基于金属-石墨烯多层结构并可在太赫兹区域实现从双频、多频到宽频的完美超材料吸收器.该超材料吸收器由含金电极的2种不同半径的石墨烯圆盘组成,并且每个石墨烯圆盘中的费米能级可通过加在金电极和金基底上的门电压独立控制,从而可实现其共振吸收频率的独立或同步调控,这样在不改变吸收器几何尺寸的情况下,可得到双频、多频和宽频吸收的动态调控.此外,由于结构的几何对称性,吸收器对入射光偏振不敏感,适合较大的入射倾角.结构简单和可调控性使单层石墨烯吸收器在传感、探测、隐身等领域有着潜在的应用价值.