双色反向旋转椭圆偏振激光场下氩原子的高次谐波发射的选择定则的验证

通过数值求解二维含时薛定谔方程,研究了氩原子在双色反向旋转椭圆偏振激光场作用下的高次谐波发射,双色反向旋转椭圆偏振激光场是由2个共面的频率为rω和sω(r=1,s=2,3,4,ω是圆偏振的基频)时的激光脉冲组成.通过理论计算我们发现在不同椭偏率下的氩原子的高次谐波谱的特性与2015年Milosevic[26]提出的选择定则一致.倍频场为2倍频,驱动激光场为反向旋转圆偏振激光脉冲时,高次谐波谱的3q阶次谐波被抑制,驱动激光场为反向旋转椭圆偏振激光脉冲时,高次谐波谱中被抑制的3q阶次谐波增强;倍频场为3倍频,驱动激光场为反向旋转圆偏振和椭圆偏振激光脉冲时,高次谐波谱的偶数阶次谐波被抑制;倍频场为4倍频,高次谐波谱中与5q阶次相邻的谐波阶次产生,其余谐波阶次被抑制,驱动激光场为反向旋转椭圆偏振激光脉冲时,被抑制的谐波阶次增强.我们计算了相对应激光场下的Lissajou’s图形,从图中可以看到随着椭偏率的变化,Lissajou’s图形的对称性被破坏,相应的高次谐波谱的特性发生变化;Lissajou’s图形的对称性不变化,相应的高次谐波谱的特性不发生改变.     

激光脉宽对椭偏光驱动的原子次序双电离的影响

利用经典模型,研究了激光脉宽对椭偏光驱动的Ar原子次序双电离(SDI)的影响.结果发现,二价离子动量分布强烈地依赖于激光脉宽.随激光脉宽增加,离子动量分布从二带结构变为四带结构,然后又变为六带结构.向后分析双电离轨迹既显示了椭偏光驱动的原子次序双电离中的亚周期电子出射现象,又表明带状结构随激光脉宽的演化取决于第二个电子电离时间随激光脉宽的变化.     

飞秒强激光作用下Ar原子团簇库仑爆产生的离子能谱

研究了Ar原子团簇在飞秒强激光作用下的电离机制,考虑了团簇经过库仑爆炸过程和流体力学膨胀过程两种膨胀机制情况下,对离子能谱进行了计算.计算结果与实验结果基本符合,能够很好地解释离子高能端特征,对低能端的能谱也进行了分析.     

强激光场中不同尺寸原子团簇的电离和光辐射

通过数值求解一维含时薛定谔方程 ,研究了在强激光场中原子及不同尺寸原子团簇的电离几率和光辐射现象。结果表明 ,当外场强度相同时 ,小尺寸原子团簇电离几率小于原子的电离几率 ,可以产生高频率的高次谐波。当原子团簇尺寸较大时 ,其电离几率大于原子的电离几率 ,原子团簇越大 ,电离几率也越大 ,大尺寸原子团簇更易吸收外场能量。     

精确尺寸巯基保护贵金属纳米团簇的合成进展

金属纳米团簇作为凝聚态物质的初始形态之一,在金属原子/分子化合物向金属纳米颗粒形成的过程中起着桥梁作用.因其具有量子局限效应,团簇往往表现出特异的光学、催化等性质.近几十年来的研究发现,单个原子的改变会对团簇的几何结构以及电子结构产生显著的影响.同时,精确的结构可以有效地建立结构与性质之间的关系.因此,合成具有精确结构的纳米团簇在近年来受到广泛关注.笔者对巯基保护精确结构金属纳米团簇合成方法的建立以及发展进行了综述.     

H2S放电产生等离子体团簇的飞行时间质谱研究

质子化的硫化氢团簇是生物学、环境学和材料科学中重要的研究对象。对其气相存在形态的研究是研究其性质的基础。为了研究制备质子化硫化氢团簇的可行性，采用脉冲高压放电技术，利用自制的放电装置对40 psi的H₂S和Ar超声射流脉冲混合气体（其中H₂S的浓度为2%）进行放电来制备质子化的硫化氢团簇分子。利用自主搭建的飞行时间质谱仪探测产生的离子团簇。实验结果表明，制备的团簇分子为H⁺（H₂S）_n（n=1～15）,搭建的装置能有效产生和探测离子团簇。     

带电对Ga_5As_5团簇能量和结构的影响

采用全势能线性Muffin-tin轨道分子动力学方法（FP-LMTO-MD）,在中性砷化镓团簇Ga5As5基础上,详细研究了带电后Ga5As5离子团簇在能量和几何结构上的变化.找到了一价Ga5As5团簇的基态结构,计算结果表明这些结构与中性团簇结构有一定的关联,但存在结构畸变.在砷化镓团簇中,和砷原子相比,镓原子更容易处在帽原子的位置上.     

Au19团簇热力学特性的微观分析

利用经典微正则系综分子动力学,采用Gupta原子间作用势,对非晶结构的19个金原子团簇的热力学特性进行了研究.通过计算团簇内原子时间平均势能的特性以及对团簇瞬时结构的分析发现,团簇的融化过程较对称团簇具有一些新的特征,团簇的融化过程可以分为多个过程.第1阶段的融化涉及团簇表面多个原子(14个原子),其余(4个)原子则处于准固态;第2阶段涉及表面全部原子,但此时有2个位置原子逗留时间较长;第3阶段表面的原子全部开始了快速的换位;第4阶段产生了包括团簇内部原子在内的结构异构化过程.由此,导致了团簇的卡路里曲线、相对均方根键长涨落和热容量的一些新的变化.     

离子势的长程作用对强场隧穿电离过程中的中性原子残存现象的影响研究

强场物理中中性原子的产生对于基础物理和应用物理有着很重要的应用.本文利用三维半经典模拟方法研究了线偏强激光场隧穿电离过程中离子势的长程作用对中性原子残存问题的影响.采用汤川势(Yukawa Potential)来刻画电子感受的势场,通过调节屏蔽系数可以连续地减小长程作用的影响.可以发现不同的屏蔽系数下残存中性原子稳定化频率基本不发生改变,只是中性原子的残存率会随着屏蔽系数的增大而降低.这说明离子势的长程作用会增加中性原子残存率,而基本不影响中性原子的稳定化频率.另外本文还研究了激光场的波长和场强对残存中性原子稳定化频率的影响.发现激光场波长越长,场强越大,残存中性原子的稳定化频率越低.     

氧分子低阈值谐波中的干涉效应

通过改进的非微扰量子电动力学(QED)理论,研究了强激光场中激发分子产生的高次谐波,并分析了能量低于电离阈值的谐波随激光波长的变化.研究结果表明:当激光光强较高时,氧分子产生的谐波极小值是多个分子轨道独立产生的谐波相互干涉的结果;随着入射光波长的改变,单个分子轨道辐射的谐波出现π相位的突变,导致总谐波谱中出现了极小值;当光强较低时,总谐波由最高占据分子轨道(HOMO)产生的谐波主导,总谐波极小值即为HOMO谐波极小值.另外,随着激光波长的改变,单个复合通道产生的谐波也会发生π相位的突变,与不同复合通道产生的谐波相干叠加后造成单个分子轨道谐波的极小值.     

高电荷态离子Ar~(q+)与Nb作用产生的X射线谱

利用光谱技术在超导离子源SECRAL上研究了10~20keV·q的Arq+(q=16,17)离子入射在金属Nb表面产生的X射线谱.实验结果表明,高电荷态Ar16+离子在金属表面中性化过程中存在着多电子激发,Ar16+的K壳层电子被激发产生空穴,级联退激发射Ar的Kα特征X射线.Ar空心原子的K层发射X射线的强度随入射离子的动能减弱,靶原子Nb的L层发射X射线强度随入射离子动能的增加而增强.Ar17+单离子的Kα-X射线产额比Ar16+单离子的Kα-X射线产额大3个数量级.     

金属钨中氦团簇扩散与形核特性的分子动力学研究

本文应用分子动力学方法模拟研究了氦团簇在金属钨中的扩散特性,得到了不同大小团簇的扩散系数,结果表明氦团簇越大,扩散越慢.氦团簇越大越容易激发出自间隙钨原子,且大的氦团簇只需要很低的钨基体温度即可激发.在金属钨中加入125个氦原子（氦浓度低于0.1%）,研究了氦团簇的形核特性.通过比较氦团簇、自间隙团簇和空位团簇3种缺陷的尺寸分布发现,氦团簇的尺寸在800 K达到最大值,其它两种缺陷尺寸随温度的增加而逐渐增大.     

椭圆偏振场中原子隧穿电离的残存问题研究

利用三维半经典系综模拟方法,研究了原子在椭圆偏振场中的残存问题.结果发现,对于电离能比较大的原子(如氦原子),残存原子是由于电子的初始横向速度与漂移速度相互抵消造成的,对于电离能比较小的原子(如镁原子),核的库仑吸引对原子的残存起主要作用.我们提出残存窗口理论来反映库仑作用,从该理论所得中性原子产率分布比强场近似模型更接近三维半经典数值模拟结果.另外,电离能小的原子残存率随椭偏率分布对激光强度大小比较敏感,可以利用这一特性来标定超强场激光的强度.     

Ag_nPd~-(n=1~5)二元团簇的结构和电子性质

采用密度泛函(PW91PW91)方法,结合LANL2DZ基组,优化得到了Ag_nPd~-(n=1~5)二元掺杂团簇稳定的基态结构和电子性质。研究结果表明:将Pd原子掺入Ag~n~-(n=1~5)负电簇能显著提高团簇的稳定性;平均原子键能随团簇尺寸的增大而呈逐渐增加的趋势。除Ag5Pd-具有三维结构外,其他较小掺杂团簇的电子基态倾向于平面二维结构。Ag_nPd~-团簇碎片化能量计算结果表明:AgPd~-和Ag_3Pd~-团簇的优势解离通道解离出单个Pd原子,而Ag_2Pd~-、Ag_4Pd~-和Ag_5Pd~-的优势解离通道解离出单个Ag原子。     

LJ_7团簇内单个粒子运动特性分析

用经典分子动力学方法,在微正则系综下,使用Lennard-Jones原子作用势,以LJ7为例研究了微小团簇内单个粒子的运动特性。计算了在不同总能下,团簇单个粒子在不同状态下的时间平均动能以及平均原子等价指数等物理量,对它们之间的联系进行了分析。     

Ga4As4离子团簇的能量和结构畸变

采用全势能线性糕模轨道分子动力学方法（FP-LMTO-MD）,结合中性砷化镓团簇Ga4As4的已有结果,详细研究了Ga4As4离子团簇的能量和几何结构上的畸变．计算结果表明这些结构明显不同于中性团簇的对应结构,存在有较大的结构畸变．在砷化镓团簇中,和砷原子相比,镓原子更容易处在帽原子的位置上．     

激光溅射Co等离子体与气相CH3OH团簇的反应

用激光溅射-分子束技术研究了气相中Co等离子体与甲醇分子团簇的反应,观察到了Co+(CH3OH)n、Co+(H2O)(CH3OH)n、H+(CH3OH)n三个种类的团簇离子.实验表明随着激光脉冲能量的增加,Co+(CH3OH)n团簇的尺寸减小,当Co等离子体作用于甲醇分子束的中段时所得到的主要团簇离子Co+(CH3OH)n信号强度最大.     

非晶金团簇单个原子运动特性的简要分析

通过计算团簇内原子时间平均势能的特性以及对团簇瞬时结构的分析,发现团簇的融化过程较对称团簇而言具有一些新的特征,团簇的融化过程可以分为多个过程。第1阶段的融化涉及团簇表面多个原子（14个原子）,其余4个原子则处于准固态;第2阶段涉及表面全部原子,但此时有2个位置上原子逗留时间较长;第3阶段表面的原子全部开始了快速的换位;最后一个阶段中,产生了包括团簇内部原子在内的结构异构化过程。     

ScnN(n=2～12)团簇的磁性和热容量研究

基于第一性原理,在密度泛函理论框架下,用广义梯度近似方法计算了团簇ScnN(n=2～12)的总磁矩Mt、与N原子最近邻的Sc原子的局域磁矩MSc、掺杂原子N的局域磁矩MN.从原子相互作用角度出发,应用统计物理理论,计算了团簇ScnN的磁矩和热容量,研究了它们随温度的变化规律.结果表明:ScnN团簇的磁性与团簇的构型、原子相互作用、磁性粒子间的磁相互作用、团簇中的Sc原子数n有关.总磁矩随Sc原子数n呈波动性变化,当n=3,8,9,11,12时,总磁矩为零,团簇的磁性消失;当n=2,4,5,6,7,10时,团簇表现为铁磁性,其中当n=6时,团簇的磁性最强.ScnN团簇的磁矩随温度升高而减小,其变化趋势与块状磁体类似.温度较低时,磁相互作用产生的热容量CM随温度升高而增大,在某温度附近取极大值;原子相互作用产生的热容量CV在温度较低时与温度成正比,和块状磁体的CV与温度的三次方成正比不同;在对团簇的热容量的贡献中,原子相互作用占主要.     

Pt-Ni合金团簇的结构与磁性的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算程序包VASP(Vienna ab-initio Simulation Package)对Pt13,Ni13及Pt-Ni合金二十面体团簇进行了计算机模拟研究.研究表明,Pt13和Ni13团簇显现出完美的Ih(正二十面体)对称性,Pt13团簇的磁矩为2.13μB,Ni13团簇的平均原子磁矩也比其体块的原子磁矩有所增大.对Pt-Ni合金团簇,Pt原子倾向于偏析到团簇表面,团簇的平均最近邻键长随着Ni原子数目的增多而单调减小,总磁矩可通过Ni含量的变化而进行调制.