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。     

液态Ca50Zn50合金快速凝固过程中微观结构的演变特性

采用分子动力学方法对液态Ca50Zn50合金的快速凝固过程进行了模拟研究.并采用双体分布函数、HA键型指数法、原子团类型指数法(CTIM)和可视化等方法对凝固过程中微观结构的演变特性进行了分析.结果表明：由于Ca，Zn原子的半径差异较大，导致总双体分布函数的第1峰明显分裂成为3个次峰，随着温度下降，半径较小的Zn原子互为近邻的几率明显增加.系统中1551键型所构成的二十面体基本原子团(12 0 12 0)的数量占绝对优势，对非晶态结构的形成起主导作用.系统中基本原子团的中心原子主要是原子半径较小的Zn原子.具有短程序的基本原子团之间大多以共顶点(VS)，共棱线(ES)，共面(FS)和相互交叉(IS)的方式相结合，在凝固形成非晶态的过程中，基本原子团大多以相互交叉(IS)的方式相结合，最后形成各种不同尺寸的、原子结合比较紧密、结构比较稳定的较大团簇.     

非晶态合金紧邻晶化前的电阻极大现象的讨论

对非晶态合金紧邻晶化前出现的电阻率极大现象提出了一种解释，认为该现象的原因是正常的电子－声子散射和晶化前成份再分布而形成的“原子团”对电子散射相叠加的结果这种“原子团”的数目、尺寸和分布与温度有关，这一理论能很好地说明我们在Ｃｕ－Ｔｉ非晶合金中观察到的实验现象     

Cu弧光谱的多道采集及其温度解析

以ＣＣＤ多道分析器对Ｃｕ弧等离子体光谱强度进行高精度实时采集，并以Ｈｇ灯普为标准对Ｃｕ弧激光发谱线进行波长标定，利用激发原子的玻耳慈曼分布公式，计算Ｃｕ弧等离子体温度，当激发电流从２．０Ａ增加到８．０Ａ时，相应的Ｃｕ弧温度从６２６０－Ｋ增大到７５６２Ｋ。     

Fen(n=2～20)团簇的结构、电子和磁性对大小的依赖

使用紧束缚（TB）多体势和遗传算法（GA），计算了Fen（m=2～20）团簇的基态结构．从优化结构出发，使用自洽的紧束缚3d、4s、4p模型哈密顿，计算了每原子平均磁矩风和向上与向下自旋电子态密度DOS．对小（n≤6）的团簇，Fen的平衡结构非常类似于惰性气体团簇，与硬球堆积相一致．7～12个原子团簇的结构由二十面体的骨架——五角环组成．14～19个原子团簇形成六角环形结构．所计算的所有团簇的风都大于块体值，并随着团簇增大缓慢地非单调性地减小．平均配位数、团簇中局域配位数的分布和spd杂化都是影响电子和磁学特性的重要因素．     

一维纳米体系的电子结构

建立了一维纳米随机链模型,在计及近邻、次近邻相互作用情况下,采用新的方法计算了链长从1×104～1×105个原子系统的电子本征值和本征矢.针对晶界原子畸变和晶粒大小等物理量,讨论了一维纳米体系的电子结构.研究结果表明,晶界原子畸变和晶粒尺寸对其电子结构有重要影响.由于晶界原子对电子的散射作用,电子波函数出现局域化.晶界原子畸变越大,晶粒尺寸越小,散射作用越明显.晶界原子畸变参数W由0.2增加到1时,电子波函数由扩展态变为局域态;晶粒尺寸变小时,电子波函数对称性变差,电子趋向局域分布.随着晶界原子畸变程度的增大和晶粒尺寸的减小,局域化程度不断加强.     

纳米多晶镍钨合金力学性能的分子动力学研究

为了研究钨原子分数与平均晶粒尺寸对镍钨合金纳米多晶力学性能的影响，本文运用分子动力学方法在10 K与300 K时对镍钨合金纳米多晶模型进行拉伸与剪切模拟，计算分析了不同钨原子分数(0%、5%、10%、15%、20%)的镍钨合金的抗拉强度、延伸率与抗剪切性能等力学性能，进一步研究了不同晶粒尺寸(2.4 nm、1.9 nm、1.5 nm)对镍钨合金多晶力学性能的影响。结果表明，当镍钨合金纳米多晶中钨原子分数为0%时，在10 K或者300 K时，平均晶粒尺寸小的镍钨合金纳米多晶抗拉强度大，但是抗剪切强度反而小；当镍钨合金纳米多晶中钨原子分数在0%～20%之间时，随着钨元素含量的增加，抗拉强度与抗剪强度也逐渐增大；当镍钨合金纳米多晶中钨原子分数在0%～15%之间时，温度为10 K或者300 K时，平均晶粒尺寸为1.5 nm的镍钨合金纳米多晶的延伸率大于平均晶粒尺寸为1.9 nm或者2.4 nm的镍钨合金纳米多晶的延伸率。     

液态金属Cu凝固过程中晶体形核与生长及纳米团簇结构的演变特性

采用分子动力学方法和Quantum Sutton-Chen（Q-SC）多体势,对含有5万个液态金属铜（Cu）原子系统在凝固过程中的晶体成核与生长规律及纳米团簇微观结构转变特性进行了模拟跟踪研究.运用Honeycutt-Andersen（HA）键型指数法和新的原子团类型指数法（CTIM-2）分析了金属Cu原子的成键类型和原子团簇微观结构演变特性.结果发现：在以1.0×1013K/s速度冷却时,体系最终形成晶态与非晶态结构共存的混合结构,非晶转化温度约为673K,结晶起始温度为373K.在以4.0×1012K/s速度冷却时,结晶起始温度为673K,系统形成以1421和1422二种键型或由其构成的面心立方（fcc）（12000120）和六角密集（hcp）（1200066）基本原子团为主体的晶态结构,尤其是由1421键型构成的面心立方基本原子团在晶核生长和纳米团簇结构形成过程中占主导地位.形核和生长过程对凝固微观结构演变特性有重要的影响.     

α-Fe_2O_3超微粉磁特性的Raman光谱研究

用磁测量和Ｒａｍ ａｎ 光谱方法研究了尺寸和Ｃｏ２＋ 包附对αＦｅ２Ｏ３超微粉Ｍｏｒｉｎ 相变温度ＴＭ 的影响⒚随着样品尺寸的减小, ＴＭ 逐渐下降⒚Ｃｏ２＋ 包附可使１５０ｎｍ 的αＦｅ２Ｏ３超微粉的ＴＭ 从１９１Ｋ 降至７７Ｋ 以下⒚Ｒａｍ ａｎ 光谱测量显示αＦｅ２Ｏ３的光学声子频率随样品尺寸的减小而移向低频方向,暗示Ｆｅ３＋ 磁性离子与配位氧离子的键合减弱⒚此外还观察到声子谱因粒度减小和表面包附而发生了宽化⒚表明小粒子晶体中的原子间距不是单值,而是呈现某种分布⒚单离子各向异性能和磁性离子位能估算表明Ｆｅ３＋ 和Ｏ２－ 的距离因Ｃｏ２＋ 包附而增大,使单离子各向异性能减弱,导致Ｍｏｒｉｎ 相变温度下降     

控轧过程中KQ450钢的晶粒细化和析出物行为

通过定量金相,扫描电镜,透射电镜和Ｘ射线小角度散射方法研究ＫＱ４５０微合金钢在不同控制轧制条件下,工艺参数对其铁素体晶粒细化和析出物行为的影响,结晶表明：加热温度对ＫＱ４５０微合金钢晶粒粗化比较敏感;析出相是面心立方结构的ＮｂＣ,ＶＣ和Ｖ（ＣＮ）。析出物的平均尺寸随冷却速度的增大而减小。     

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.     

Atomic simulations of packing patterns and thermal behavior in Ti clusters

Atomic simulations using an embedded atom method (EAM) potential were performed to study changes of packing patterns in titanium clusters containing tens to thousands of atoms. The findings revealed that the changes came from the movements and rearrangements of surface atoms in a large temperature range, and they were strongly dependent on cluster size and elevated temperatures. Small size clusters with icosahedron (Ih) configurations of geometric shell closures were preferred. As the cluster size increased, most of the atoms in these clusters could hold their HCP packing patterns. With the increasing temperature, the coexistence of different packing patterns including HCP, BCC, and Ih occurred. At a high temperature, the disorderly packing quickly extended into the entire region of a large size cluster. The calculations of specific heat were compared with Dulong-Petit law. The simulations provide the possibility to straddle structural transformations and determine critical size suitable for classical theory under certain thermal conditions.     

铂金团簇结构与稳定性的密度泛函研究

采用随机踢球全局优化模型结合密度泛函理论系统,研究了Pt^λ_n(2≤n≤9,λ=0,-1)团簇的几何结构等微观性质,以及这些性质随着团簇尺寸变化的关系与演化规律.通过对计算结果理论的分析发现:中性与阴性团簇的基态构型在所研究的尺寸范围内更倾向于具有低对称性的三维立体结构;体系的平均结合能均随着铂金原子个数的增多而增大,阴性团簇平均结合能比相应的中性大;所有电荷态下团簇的离解能、二阶拆分能都随着铂金原子个数的增加呈现出明显的奇偶交替现象.结果表明:阴性的奇数团簇的稳定性要强于与之相邻的偶数团簇的稳定性;相反,中性团簇下偶数团簇的稳定性比奇数团簇强.     

Yn(n=2-8)小团簇的结构与稳定性研究

采用密度泛函DFT中的B3LYP方法,选择LANL2DZ基组,优化并得到了Yn（n=2-8）小团簇的基态平衡结构,计算出了团簇的原子化能.结果表明,钇原子之间形成团簇最稳定的结构是倾向于平均配位数最大,十分类似于惰性元素的“软球模型”;团簇的平均原子化能随团簇的增大而增加.     

X掺杂团簇Bn+1(n=1~11; X=Be, Mn)的密度泛函研究

本文利用密度泛函理论对BnX(n=1~11; X=B, Be, Mn)基态结构、稳定性、电子构型与磁性开展了系统研究. 结果表明: 团簇BnX( n=5~11; X=Be, Mn)中的X原子均位于高配位,BnBe的基态构型为多重度为1或2的低重态;团簇BnX的平均结合能均随尺寸的增大而逐渐增大,n取值相同时,Bn+1团簇的平均结合能最高. HOMO-LOMO能隙结果表明, 掺杂铍原子、锰原子有利于提高纯硼团簇的化学活性;团簇BnBe中的Be原子是电荷的受体,团簇BnMn中Mn原子轨道电子表现出显著的spd杂化;团簇BnX (X=B,Be)中的开壳层结构磁矩主要由2p轨道贡献. 团簇BnMn均为开壳层结构,总磁矩主要由Mn3d轨道贡献. 随着团簇BnMn尺寸的增大,Mn原子的配位数增大,B-Mn平均键长增大,Mn3d轨道磁矩减小而导致团簇的总磁矩减小.     

铬原子束激光感生荧光强度的理论和实验

采用铬原子束激光感生荧光激光稳频技术解决铬原子光刻实验中激光频率随时间漂移的问题.从理论和实验两个方面对铬原子束激光感生荧光强度随激光功率和坩埚温度的变化情况进行了研究.结果显示,在坩埚温度一定的情况下,由于铬原子的饱和效应,当激光功率增大到6 mW左右时,荧光斑点的中心强度会达到饱和然后随激光功率的增加变化不大.另外,随着激光功率的增加,荧光斑点轮廓曲线的半高宽在变大的同时,对比度减小.在激光功率一定的情况下,由于铬原子喷射的个数与坩埚温度成正比,荧光斑点的中心强度随坩埚温度的增加而增加,并且不出现饱和效应;随着坩埚温度的升高,荧光斑点轮廓曲线的半高宽基本不变,而对比度增大.这些变化趋势和理论结果符合地很好.     

降温过程对Au24Cu19合金团簇结构变化影响

采用基于嵌入原子法的正则系综NVT分子动力学方法在原子尺度上计算了包含24个金原子和19个铜原子的Au24Cu19双金属团簇在急冷和连续降温过程中的结构演化.根据原子平均势能、主要原子键对数目以及原子堆积结构随温度的变化表明，随着温度的降低，团簇表现为铜原子在内，金原子和少量铜原子包覆在外的构型.在温度被降低到较高温度区间时，急冷降温过程中，键对数目呈高-低振荡变化；连续冷却过程中，键对数目则呈低-高振荡变化.在温度较低的区间，直至400K，这两个冷却条件下的键对数目表现为同步变化.     

纳米SnO2和分子筛封装纳米SnO2簇的制备

采用改良的液相法制备出纳米ＳｎＯ２超微粒，以及在分子筛的笼穴之中合成出纳米ＳｎＯ２簇．利用ＸＲＤ，ＴＥＭ和Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱（穆谱）对２种纳米粒子的微观结构状态进行了表征．ＸＲＤ和ＴＥＭ测得液相法制备的ＳｎＯ２超微粒晶粒度为１０ｎｍ左右．穆谱研究表明２种纳米ＳｎＯ２微晶的穆谱均由体相原子和界面相原子２套子谱所组成．穆谱研究还证实了分子筛封装纳米ＳｎＯ２簇微粒的分布均匀程度明显高于液相法制得的纳米ＳｎＯ２．     

稀有气体小团簇研究

原子团簇是几个至上千个原子组成的相对稳定的聚集体,其性质与单个原子、分子和大块固体均不相同,例如幻数和壳层结构、热力学效应等．正为物理、化学和材料科学共同关注。介绍形成团簇的实验质谱技术,结合MonteCartt,方法模拟部分IJ团簇的结构,分析稀有气体团簇幻数规律和特性。