自旋S=3/2的轻子激发态

若轻子由3个自旋为1/2的亚夸克组成,则除了存在自旋S=1/2的轻子基态外,在受激情况下,也将出现S=3/2的激发态.两者的质量差与亚夸克构成轻子的对称性质及亚夸克与双夸克的相互作用势密切相关.     

S=1/2无规场Ising自旋玻璃

本文应用有效场理论和长程无规相互作用Ising型,讨论了S=1/2无规场自旋玻璃相的热力学参量。     

S＝1铁磁模型中阻挫和各向异性引起的量子相变

利用密度矩阵重整化群(density matrix renormalization group,DMRG)方法研究近邻作用为铁磁耦合、次近邻为反铁磁耦合的一维S=1的各向异性海森堡自旋模型.计算了该系统的基态能、z轴自旋关联函数和面内自旋关联函数.结果表明:各向异性值Δ和阻挫α的相互作用使得系统基态发生相变;在低阻挫区域,Δ>1时系统为铁磁相,0<Δ<1时基态处于自旋液体相;在阻挫较大的区域,自旋关联函数随距离的增大呈现指数函数形式衰减,且具有周期振荡特征,与自旋S=1/2的结果形成鲜明的对比.     

自旋S=1和S=1/2海森堡交错自旋系统磁性双结构性质研究

采用双时格林函数方法,通过对由S=1和S=1/2自旋组成的二维反铁磁量子自旋系统基态发散谱的计算,研究了因能隙激发和非能隙激发而引起的磁双结构.在计算结果中,我们得到了Haldane-gap型激发和长程反铁磁序共存.同时,还研究了该系统Haldane态和亚铁磁态之间的竞争.取得的理论结果和Schwinger-boson平均场方法的结果一致,并且和准一维Haldane化合物R2BaNiO5在实验上的发现一致.     

对具有蜂窝点阵结构的S=2横向Ising模型基态磁性质的研究

对具有蜂窝点阵结构的S=2横向Ising模型,采用相关有效场理论,推导出系统的有限温度及基态纵向和横向磁矩公式,采用数值计算方法得到了基态的磁化曲线,重点考察了横场对系统基态磁性质的影响.研究表明,系统基态磁矩随晶场或横场的变化发生了三种相变:一级有序-有序相变,一级有序-无序相变,二级有序-无序相变.得到了横向磁场会减弱系统发生一级相变趋势的结论.     

基于参数微扰法精确计算铍离子Be2+和硼离子B3+的基态能量

建立含有屏蔽参数σ的铍离子Be~(2+)(z=4)和硼离子B~(3+)(z=5)的哈密顿方程.以有效核电荷数为z*=z-σ的类氢原子基态1s和激发态ns(n=2,3,…)组合的双电子波函数,作为铍离子Be~(2+)和硼离子B~(3+)的基态近似波函数.应用参数微扰法确定铍离子Be~(2+)的屏蔽参数σ=0.56350197和硼离子B~(3+)的屏蔽参数σ=0.525070444,应用参数微扰法计算铍离子Be~(2+)三级近似基态能量和硼离子B~(3+)四级近似基态能量的理论值与实验值的误差为ΔE≈10~(-4)~10~(-5)a.u..     

J1-J2团簇的数值模拟研究

采用严格对角化方法计算了由几十个格点自旋构成的量子自旋团簇的基态总自旋. 在无阻挫情形,基态总自旋并不等于团簇的最低可能总自旋,而是取一个较大的值. 这意味着即使对于具有纳米尺寸的团簇,量子涨落也不破坏基态的经典奈尔序. 若在团簇中引入阻挫,则将诱导从奈尔序到自旋无序的量子相变,该相变可以通过基态总自旋的变化进行描述和标记. 计算表明,由于在相变点存在能级交错,故该量子相变应该是一级相变. 从团簇的数值计算结果可以推断对于二维无限J1-J2模型,临界点在J2/J1=0.3762(±0.0002)处. 这一结果比以前的解析近似研究和有限系统标度分析的结果更为精确.     

V2分子的解析势能函数和Vn（n=2～4）分子的自旋极化效应

基于密度泛函BLYP方法,使用DZVP-GGA基组,研究了V₂分子的基态平衡几何结构和能量,并拟合得到了V₂基态分子的九参数Murrell-Sorbie解析势能函数,根据拟合的参数值导出其力常数和光谱数据.在此基础上,研究了V_n（n=2～4）分子的自旋极化效应.计算结果表明:V₂,V₃的基态电子状态分别是X³∑_g^-,X⁴A₁,存在自旋极化效应,V₄分子的基态电子状态为X¹A_g,不存在自旋极化效应.     

自旋S＝3／2的轻子激发态

若轻子由3个自旗为1／2的亚夸克组成，则除了存在自旋S1／2的轻子基态外，在受激情况下，也将出现S＝3／2的激发态，两者的质量差与亚夸克构成轻子的对称性质及亚夸克与双夸克的相互作用密切相关。     

Si2S（X^1A1）分子的结构与势能函数

应用多种方法多种基组对Si2S分子的基态结构进行优化,并用优选出的密度泛函B3P86/6-311 G(3d2f)方法对该分子进行了进一步的频率计算.结果发现:Si2S (X1A1)分子的基态稳定构型为C2v,其平衡核间距Rsis=0.213 3 nm、∠SiSSi=67.982 6°,离解能为9.233 2 eV,同时计算出了谐振频率及力常数.在推断出Si2S的离解极限基础上,应用多体展式理论方法,导出了基态Si2S分子的分析势能函数,该势能表面准确地再现了分子Si2S (X1A1)的结构特征和能量变化.分析讨论势能面的静态特征时得到SiS Si→Si2S 反应中不存在势垒,为无阈能反应.     

混合梳子模型中反铁磁阻挫引起的量子相变

利用严格对角化和密度矩阵重整化群方法研究近邻作用为铁磁耦合、对角的次近邻自旋为反铁磁耦合的两条链的混合梳子S=1/2海森堡模型,计算了该系统的基态能和基态总自旋.结果表明:当阻挫α≤0.25时,系统基态是单纯的铁磁态;随着阻挫的增强,系统基态经历一段总自旋S≠0的倾斜相,再转变到S=0的反铁磁态;与其不同的是,在混合梯子模型中,基态从单纯的铁磁态直接转变成S=0的反铁磁态.     

V2分子的解析势能函数和Vn(n=2~4)分子的自旋极化效应

基于密度泛函BLYP方法,使用DZVP-GGA基组,研究了V2分子的基态平衡几何结构和能量,并拟合得到了V2基态分子的九参数Murrell-Sorbie解析势能函数,根据拟合的参数值导出其力常数和光谱数据.在此基础上,研究了Vn(n=2～4)分子的自旋极化效应.计算结果表明:V2,V3的基态电子状态分别是X3∑g-,(X)4A1,存在自旋极化效应,V4分子的基态电子状态为(X)1Ag,不存在自旋极化效应.     

双模随机晶体场对混合自旋1/2和自旋1纳米管上相变的影响

本文利用有效场理论研究了自旋1/2和自旋1混合Blume-Capel模型在具有双模随机晶体场的圆柱形Ising纳米管上的磁化和相变. 通过数值计算,我们得到了随温度和随机晶体场参数变化的相图和磁化强度. 结果表明: (1) 改变晶体场的概率和比例,双模随机晶体场可以描述不同掺杂原子对自旋的作用;(2) 对于一定的概率值、负或正的晶体场和晶体场的比例值都存在临界点;(3) 系统显示多种相变温度,一阶相变和二阶相变.     

C2nH3和C2nH+3(n=4,5,6,7)的结构、稳定性和光谱

本文采用密度泛函理论（DFT-B3LYP），在6-31G^＋的水平上对C2nH3和C2nH3^＋（n=4，5，6，7）所有可能的几何构型进行了优化和振动频率的计算，进一步得到了C2nH3（n=4，5，6，7）最稳定构型的垂直和绝热电离能，并在这个水平上用含时的密度泛函理论（TD-B3LYP）计算它们的垂直激发能．结果表明中性分子和相对应的阳离子的基态构型几乎是一样的，具有聚炔烃线性链结构的C2H3和C12H3自由基及其他们的阳离子都具有30～60cm。的低频振动模式．通过激发能和电离能的研究发现C2nH3自由基（n=4，5，6，7）基态平衡几何结构的电离能较大，中性分子不易发生电子跃迁，而且不易失去一个电子变为阳离子，所以C2nH3自由基（n=4，5，6，7）基态平衡几何结构比相对应的阳离子要稳定．     

BmN2(m=2-9)团簇的结构特征与稳定性

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311G*水平上对BmN2(m=2-9)团簇的几何构型和电子结构进行了结构优化和振动频率计算.结果表明,BmN2团簇基态结构m≤3时为N原子插入B-B键中形成的线状结构;m>3时为N原子插入Bm环中或Bm环上B-B键边桥配位形成的环状结构.通过对基态结构的能量分析,得到了BmN2(m=2-9)团簇的稳定性信息.     

线型碳链HC2nB(n=1～10)的电子光谱的理论研究

应用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6-31G**水平上优化得到了线型簇合物HC2nB(n=1~10)的基态平衡几何构型,并计算了它们的谐振动频率.在基态平衡构型下,通过EOM-CCSD/cc-pvDZ的计算,确定了簇合物HC2nB(n=1~5)的X1Σ →11Σ 电子跃迁的垂直激发能;结果表明,体系HC2nBX1Σ →11Σ 电子跃迁能与体系大小n之间都存在非线性关系,并导出了它们与n之间的解析表达式.用CASSCF/6-31G*方法优化得到了HC2nB(n=1~4)的基态和激发态的平衡几何构型,由于两者成键性质的不同,从而导致了体系的跃迁能与体系大小之间的非线性关系.     

掺铅锂小团簇的结构、稳定性和化学键研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法,对锂原子用全电子6-311++g(d,p)基组,铅原子用sddall相对论有效实势基组研究了LinPb(n=7~9)二元团簇较低能量构型的几何结构,并讨论了能量最低的基态构型的化学键和稳定性.研究表明,掺入的铅原子与锂原子之间形成的化学键为共价键,并且成键的价电子对倾向于铅原子.Li8Pb二元团簇基态构型的最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUOMO)之间的能隙比LinPb(n=7,9)二元团簇基态构型的大.此外,基于对LinPb(n=7~9)二元团簇基态构型平均原子化能、垂直电离能和垂直电子亲和能的计算分析,得出Li8Pb二元团簇的基态构型最稳定.     

AlnN+m(n+m=2～5)团簇的结构与稳定性

用自洽场理论 (HF)在 STO- 3G水平上对 Aln N+m(n+m=2～ 5)团簇的几何构型进行优化和频率计算 .通过对得到的各团簇基态结构的键型、键长以及键角等几何参数进行的分析和讨论表明 Al- N键为主要键型 .对其系统的能量和原子化能的比较和研究发现 ,Al N+m (m>1 )基态结构均为多重度较高的电子态对应的结构 ;在相同原子数时 Aln N+结构最稳定 .     

具有次近邻相互作用的面心立方格子的Ising(自旋S=1)反铁磁薄膜在外场下的基态自旋结构

将文献[5]的方法推广到反铁磁薄膜,变S=1的Ising体系成一个粒子数不守恒的费米体系,严格得到fcc格子的反铁磁薄膜在外场下的基态,并给出了其交换积分在一定范围内的零温相图。从中可见其自旋状态与大块铁磁体的差别,表面自旋排列存在与内部不同的方式。这是由于系统不再具有垂直于表面方向的平移对称性而产生的非均匀效应。     

SeNn(n=0,+1,+2,-1)基态及SeN低激发态a(4ⅡI)、A 2Ⅱ势能函数与稳定性研究

采用6-311 G**基组、B3LYP方法对SeN＜n(n=0, 1, 2,--1)分子离子基态进行了结构优化和频率计算,用TDB3LYP/6--311 G"含时方法对SeN分子低激发态a(4Ⅱi)、A 2Ⅱ进行了计算,得到SeNn(n=0, 1, 2,--1)分子离子基态和SeN分子激发态a(4Ⅱi)、A 2Ⅱ的平衡几何结构、电子状态、谐振频率、偶极矩、离解能De等相关性质,并在计算出来的一系列单点势能基础上,用正规方程组拟合Murrell-Sorbie(M-S)势能函数,得到相应态的解析势能函数,由此计算对应的光谱参数(Be、αe、ωe、和ωeXe)和力学性质.理论计算值与相关文献值吻合较好,说明用B3LYP(TDB3LYP)/6-311 G**方法计算SeNn(n=0, 1, 2,-1)分子离子基态和SeN分子激发态微观结构性质是可行的.计算结果表明Se Nn(n=0, 1, 2,-1)分子离子基态是可稳定存在的,其稳定性次序为SeN-SeNSeN SeN2 .