电介质极化微观过程中的功能转换

研究了电介质在外电场中极化微观过程中的功能转换关系。对于无极 分子电介质，外电场对介质位移极化时所作的功等于原电场能量的增加；对于有极分子电介质，外电场使电偶极矩取向极化所做的功等于介质中电场能的增加。     

一种非对称双原子分子的电子位移极化率计算模型

分析了经典的电子位移极化率的计算模型,指出了这些经典模型在计算非对称双原子分子模型时存在局限性,提出了一种针对非对称双原子分子的电子位移极化率的计算模型.该模型考虑了分子内原子偶极矩对电子位移极化的影响,推导了宏观电场与分子轴平行、垂直、呈任意夹角等典型情况下的非对称双原子分子的电子位移极化率的数学模型.根据该模型计算了六方氮化硼(h-BN)晶体的电子位移极化率,并与经典模型的计算结果进行了比较,进一步分析了所提出模型的适用范围.     

利用微波在石油中传播时相位变化来测石油中含水量

石油及水的介电性质 电介质在外电场的作用下将引起极化,极化的基本形式有二种;一种是非极性分子的极化,就是当没有外电场时,分子的正、负电荷中心相互重合,不显极性,但是在外电场作用下,正负电荷中心发生相对位移,而形成电偶极子,当外电场撤消后,正负电荷中心在“弹性恢复力”作用下又重合起来。另一种情况是极性分子的极化,当没有外电场时,分子的正负电荷中心就不重合,相距一段微小的距离,对外显出极性,相当于电偶极子,但是由于热运     

锂离子电池充放电时电解液性能的分子动力学模拟

探究了锂离子在混合电解液中的微观结构,本文利用分子动力学模拟的方法建立了多元混合电解液溶剂EC-DMC-DEC(ethylene carbonate-dimethyl carbonate-diethyl carbonate)模型,计算分析了零电场以及加电场下电解液混合溶剂的性质.计算结果表明:无电场时,电解液中没有接触离子对(CIP-contact ion pairs)和离子聚集体(AGG-aggregates)的存在;而在6V电压下,任何浓度的电解液均存在CIP,降低了锂盐的溶解度.电场的存在使得电解液溶剂分子的偶极矩与电场方向相一致,溶剂分子排列有序,降低了溶剂的介电常数,促使CIP和AGG的形成以及锂离子配位数的减少.因此,破坏电场下溶剂分子的有序性、增强溶剂的介电性质对于降低电解液中的离子缔合、改善电解液的性能是至关重要的,这对于今后电解液配方的设计选择有着指导意义.     

外电场作用下水分子结构和电子光谱

采用密度泛函B3P86方法在aug-cc-pvqz基组水平上优化得到了在不同外电场(-0.06～0.05a.u.)作用下,水分子的基态电子状态、几何结构、电偶极矩和分子总能量.在优化构型下利用杂化CIS-DFT方法(CIS-B3P86)研究了同样外电场条件下对水分子的激发能和振子强度的影响.计算结果表明,基态分子几何构型与电场大小呈现强烈的依赖关系,分子偶极矩m随电场的增加而减小.分子总能量随着电场增加而降低.无论是正向还是反向外电场作用下,激发能随电场增加而减小,表明在外电场作用下,分子易于激发和离解.     

外场下四氟乙烯的激发特性研究

采用密度泛函B3PLP方法在6-311++G(2d,2p)基组上优化了不同外电场作用下四氟乙烯分子的基态几何结构、电偶极矩和分子的总能量,然后利用杂化CIS-DFT方法(CIS-B3PLP)在相同基组下探讨了无电场时四氟乙烯分子前6个激发态的激发能、波长和振子强度和外电场对四氟乙烯分子激发态的影响规律.结果表明,分子的几何构型与外电场大小有着较强的依赖关系.随着外电场的增大,分子总能量逐渐减小,电偶极矩μ逐渐增大,激发能随电场增加快速减小,表明在外电场作用下,四氟乙烯分子易于激发和离解,激发态波长随电场的增大而不断增大,且其电子跃迁光谱涵盖紫外区到可见光区.     

电位移矢量只与自由电荷分布有关的讨论

基于静电场高斯定理，推出了一个结论．该结论不仅适用于均匀电介质充满电场不为零的空间。而且也适用于电介质不均匀，但电介质的极化率的变化只在平行于电场强度的方向上发生(包括均匀电介质分区充满电场)的情况．通过两个实例，给出了具体的分析和正确的解答．这种方法解决了教学中的难点，具有通用性．     

硝基苯的电场极化效应及其电还原理论研究

以半经验分子轨道方法计算在点电荷模拟电场中硝基苯的分子结构参数.结果表明正、负电场较大程度地降低了分子的生成热,增加分子的稳定性,改变了极性分子的偶极矩,对极性基团的部分键有较强的活化作用.分子生成热和偶极矩为负电场强度的二次函数.分子生成热与电荷-偶极(20%)和电荷-非偶极(80%)相互作用有关.偶极矩中线性极化占90%,非线性极化约10%.负电场极化效应改变了硝基苯的前线轨道的组成成分,增强了电子和轨道的离域性,为还原反应提供有利的分子轨道,有利于硝基苯的还原.     

外电场作用下水分子结构和电子光谱

采用密度泛函B3P86方法在aug—cc—pvqz基组水平上优化得到了在不同外电场（-0．06-0．05a．u．）作用下,水分子的基态电子状态、几何结构、电偶极矩和分子总能量。在优化构型下利用杂化CIS-DFT方法（CIS-B3P86）研究了同样外电场条件下对水分子的激发能和振子强度的影响。计算结果表明,基态分子几何构型与电场大小呈现强烈的依赖关系,分子偶极矩m随电场的增加而减小。分子总能量随着电场增加而降低。无论是正向还是反向外电场作用下,激发能随电场增加而减小,表明在外电场作用下,分子易于激发和离解。     

电介质内部电场被削弱的说明

把电介质放入外电场中,在外电场作用下,电介质发生极化,产生极化电荷,极化电荷在周围空间也要产生附加电场,改变了原来的电场,反过来又使极化情况发生变化.如此互相影响,最后达到平衡.平衡时,根据场强叠加原理,空间每点的总场强(→(?)),应为自由电荷产生的场强(→(?)_0)和极化电荷产生的场强(→(?)＇)的矢量和,即     

电场对分子线电势的影响

以分子2-氨基-5-硝基-1,4-二乙炔基-4'-苯硫醇基苯为研究对象,该分子通过硫氢官能团化学吸附于两金表面构成一分子线。外加电场将影响分子的电子结构,从而进一步影响电子在分子线内的输运。对不同电场下的电子的空间延展、基态能、电矩等电子结构进行了计算,对不同电场下分子线的电势分布进行了重点讨论。该工作将有利于未来分子电子学器件的设计。     

退极化因子

各向同性线性电介质在外电场作用下极化,其极化与外场及介质本身的几何形状有关,本文从导出椭球形介质的退极化因子入手,对退极化因子的物理意义作了比较全面的讨论     

电矩P和Q在各向异性电介质中的电场

把各向异性电介质中静电势的解给出的点电荷在各向异性电介质中的电势公式，表成在各向异性直角坐标系中的形式。求得在此坐标系中电偶极矩的电场，并通过坐标变换得到电偶极矩在各向异性介质中的电场。最后将此方法由电偶极矩推广到电四极矩。     

基于改进介质微扰法的水膜厚度测量理论研究

为了解决圆柱腔内壁水膜厚度的测量问题,对水膜厚度测量公式进行校正,分析了交变电场下电介质内的极化过程,推导了交变电场作用下电介质内电场的表达式.由于在交变电场作用下,谐振腔内壁水膜内的电场会发生变化,用准静态法近似介质微扰公式不再适用,基于推导的交变电场作用下电介质内的电场方程,对谐振腔介质微扰公式进行了改进.利用HFSS软件分别仿真分析了同轴腔和圆柱腔在不同频率、不同介质下微扰前后介质内电场大小的变化,将仿真数据和理论计算数据进行对比,证明了交变电场作用下电介质内电场方程的正确性.基于改进后的介质微扰公式,建立了圆柱腔内壁水膜厚度和谐振频偏之间的关系模型,将仿真数据与介质微扰公式改进前后理论数据进行对比分析,结果表明:在同一水膜厚度下,使用改进后微扰公式得到谐振频率较实际仿真数据更加吻合,谐振频率的理论与仿真误差至少提高了35.7%.     

GaAlN/GaN量子阱中电子的激发态极化

考虑了纤锌矿结构材料的各向异性造成的内建电场的作用，计算了GaN／GaAlN量子阱内电子的激发态极化．结果表明．电子偶极矩改变随Al浓度的增加非线性减小．一般情况下激发态极化产生的电场强度远小于内建电场．可忽略不记，但当n取较大值(10^19／cm^3以上)时，即材料被重掺杂时，激发态极化产生的电场强度对内建电场的影响不能忽略．     

细胞膜电场分布的一种模式

细胞膜电场分布是决定细胞膜通道开或关的重要参数。多年来对细胞膜的电场分布一直采用简化模式进行计算。本文提出一种更为真实性的模式,进行计算并导出细胞膜两边电场分布的积分解。在此基础上,对细胞膜两边的荷电分子或离子浓度所产生的电荷分布类型进行讨论。计算结果表明,电场分布依赖于膜的结构、离子浓度及温度。对简单的情况,可导出通道类似于一个电阻,通道内的电场分布可用一电路模拟。通道周围的电场可用一电偶极矩等效。     

同核多原子分子的偶极矩探究

简介了臭氧分子的结构。用CNDO/2法计算了臭氧分子的键矩及偶极矩。结果表明:臭氧分子的偶极矩及O-O键的键矩不为零,这说明同核多原子分子及其共价键确实可能存在着极性,得出了与实验一致的结论,并对结果进行了理论分析。给出了用对称性判断分子是否存在偶极矩和从理论上计算分子偶极矩的一般方法。     

电场作用下磷脂分子构象能的变化

讨论了外加电场对磷脂分子构象能的影响，认为外电场会使脂分子烃链极化，烃链上因极化而产生的偶极矩作用改变了脂分子的构象能，构象能的增减由外场方向决定。     

铁电陶瓷材料实验研究及应用

介绍了压电晶体材料和热释电晶体的极化强度与外电场的线性关系。并通过检测设备(电桥、示波仪、数字表)验证了线性电介质和铁电晶体是典型的非线性电介质外,其极电强度与外电场的关系呈非线性。特别是在具体温度范围内具有自发极化,而且共自发极化强度在电场中与电场强度有常规的电滞回线的形式     

碳分子线激发态特性的TDDFT方法研究

采用含时密度泛函（TDDFT）方法研究了外电场对碳分子线激发态、振子强度和偶极矩的影响,结果表明外电场的大小对碳分子线激发态激发能、振子强度等都有明显影响。碳分子线的电偶极矩随Z轴方向电场的增强而急剧增大。进一步分析表明,Z轴方向电场的存在使正负电荷分别向某端聚集,从而会对碳分子线的电子传输、伏安特性等产生一定的影响。