含有氧杂质Cu单原子链的力学和电子特性

基于第一性原理计算研究了一维Cu线性原子链与氧原子和氧分子的相互作用,给出了包含氧杂质的原子链系统的力学和电子特性.氧原子和氧分子与原子链中的Cu原子间形成稳定的强化学键,所形成的Cu—O键具有离子键特性.在轴向应力拉伸过程中,包含氧杂质原子链的断裂一般发生在远离氧原子或氧分子的Cu—Cu键处,因此,合适的有氧环境会有助于形成稳定的Cu原子链.     

一种单晶镍基合金高温蠕变相关参数的试验研究

通过测定［００１］取向单晶镍基高温合金的蠕变曲线及位错运动的应力σ０,建立了综合蠕变方程,计算出蠕变不同阶段的激活能及相关参数．结果表明：内应力σ０随温度升高明显降低,在试验的应力和温度范围内,蠕变的不同阶段,具有不同的激活能Ｑ,时间指数ｍｉ和结构因子Ｂｉ,其中蠕变Ⅰ、Ⅲ阶段Ｂｉ值对激活能影响较大．     

镍原子链磁性质的第一原理计算

采用基于密度泛函理论的第一原理方法,研究了自由空间中的一维镍原子链的结构稳定性和电子性质.计算结果发现,镍的线性和平面之字型一维链式结构和体金属镍一样,基态都表现出铁磁性,并且从三维的金属镍到二维平面之字型结构链再到一维线性原子链,体系磁性逐渐增强.通过对两种原子链态密度的分析发现,在低维状态下镍原子链不管是直线链还是之字型结构都有很高的自旋极化率,说明一维镍原子链在自旋电子器件方面有潜在的应用前景.     

自由空间中一维W原子链的磁性

应用基于密度泛函理论的第一原理方法,对自由空间中的一维W原子链的磁性进行了计算.得到了考虑自旋轨道相互作用的铁磁,反铁磁以及螺旋磁性结构的一维W原子链的原子磁矩随原子间距的变化及相应的磁学性质,并与不考虑自旋轨道相互作用的情况做了对比.结果发现,原子链的原子磁矩在原子间距的一个小变化范围内有个跃升,最终趋于单原子磁矩;与体材料时不同,稳定的一维W原子链具有磁性,而且反铁磁W原子链的相对稳定性高;轨道磁矩在有近邻原子作用时出现,且极化方向与自旋极化方向相反.最后,也对W一维原子链的电磁性质进行了讨论.     

含杂质一维原子链热导Monte Carlo模拟

在弹性碰撞模型基础上,采用Monte Carlo随机抽样计算方法,并考虑局部温度控制局部碰撞顺序,我们研究掺杂对一维原子链热导的影响.对等质量一维原子链的热导模拟结果显示出一个非常稳定的平衡态,呈现出一个近似的温度梯度分布,满足Fourier定律.当链中含单个杂质时,杂质质量和位置都会使整个链的温度分布发生改变,杂质附近的温度振荡幅度最大,而且杂质质量相差越大,杂质附近的温度振荡幅度越大,杂质原子附近因巨大的热运动差异会导致断裂发生.链上原子质量无序分布时,无序度越大,高温端的端口处温度差越大,越容易发生断裂,而且无序度δ＞1.0,链的中部虽有较大振荡,但仍呈现线性分布,满足Fourier定律.     

（Be（NMe2）2）3分子的键级和原子价研究

用ＤＶ－Ｖａ－ＳＣＣ方法和自然键轨道法研究（Ｂｅ（ＮＭｅ２）２）３分子的电子结构和化学键，进而根据Ｎａｔｉｅｌｌｏ和Ｍｅｄｒａｎｏ键级定义计算了分子中有关原了障的键级，根据徐光宪共价新定义计算了其中铍原子共价，结果表明，四配位的铍原子与邻近的４个Ｎ原子各形成了一个σ键，键级均为０．７２；三配位的铍原子除与两个桥联Ｎ原子各形成一个σ键（键级均为０．７７）外，还与端接Ｎ原子形成了两个共价键，键级为１．     

铝单晶力学稳定性的EAM势

用嵌入原子势表达的晶体结构力学稳定性判据肯定了Ａ Ｖｏｔｅｒ等人给出的铝原子的嵌入原子势的可靠性，计算了铝单晶体的力学性质，铝单晶沿方向受单轴外力作用，当外力为压应力时，其结构发生转变，产生两个不稳定的新结构相ＢＣＣ和ＢＣＴ；外力为张应力时，铝单晶产生均匀形变，其形变达１４．４２％时材料断裂，相应的理论拉伸强度为０．６４×１０＾４ＭＰａ，由计算结果确定了与铝原子ＥＡＭ势的适用范围相对应的α１取值范     

金属锌的电子结构及物理性质

用新发展的金属价键理论，系统分析了金属Ｚｎ的电子结构和性质．用单原子状态自洽法确定金属Ｚｎ的电子结构为［Ａｒ］（３ｄｎ）６．２２７９（３ｄｃ）３．７７２１（４Ｓｃ）０．０５２８（４Ｓｆ）１．９４７２，计算了晶格常数、结合能及势能曲线、各种弹性模量和线膨胀系数随温度的变化．计算结果与实验值符合较好．     

一维单原子链非线性振动的孤子解和呼吸子解

运用连续极限近似，求解一维单原子链的非线性振动方程，得到了一维单原子晶格振动的孤子解．在考虑三次非简谐势的情况下，一维单原子链晶格振动具有扭结孤子解，在考虑具有四次非简谐势的情况下，得到一维单原子链晶格振动具有呼吸子解。     

一维β-FPU双原子链中呼吸子解的存在及稳定性分析

采用线性稳定性分析的方法,讨论了一维β-FPU双原子链中呼吸子解的稳定性问题.首先在驻波边界条件下数值求解一维β-FPU双原子链晶格振动的方程组,得到了存在于该模型中的能隙呼吸子随时空演化的图形.此后引入线性稳定性分析方法,将其运用到一维β-FPU双原子链模型中,得到无论是非线性系数β>0(硬非线性情况)还是β<0时(软非线性情况),呼吸子解都是临界稳定存在的.     

Cr原子链的几何结构与电子性质研究

基于第一性原理方法研究Cr原子链可能形成的几何结构与电子性质.计算表明:Cr原子链可形成线性型、二聚化型、平面之字型和梯型等一维原子链.梯型结构的原子链结合能最大,稳定性最好,二聚化型结构次之,然后是大角度的之字型结构、小角度的之字型结构,线性结构的结合能最小.其中二聚化结构原子链的能带表现出间接带隙的特征,大角度之字型结构原子链为半金属性,小角度之字型结构原子链的能带则表现为较强的金属性.同时还讨论了这些结构的相对稳定性以及各链式结构的电子能带、电荷密度等性质.     

聚合物的一维振子链模型

一维聚合链可以用一维振子链来模拟.其中联接振子而组装链的键可以分为主键和次键.一维振子链的非线性过程要受主键或次键的非线性过程所控制,本文讨论了在主键或次键的非线性作用下所引起的一维振子链的非线性过程.在一定条件下,我们可以得到解析的孤子解.     

应用原子键电负性均衡方法σπ模型研究顺式丙烯酸的分子内氢键和构象

在密度泛函理论框架下发展的原子一键电负性均衡方法σπ模型(ABEEMσπ),在探讨有机分子体系的结构和性质等方面取得了令人满意的成果．本利用该模型计算了顺式丙烯酸不同构象的氢键值．根据氢键能与构象稳定性的关系,预测并解释了构象的稳定性,并与从头计算结果相比较,取得了很好的一致性．     

弛豫铁电体中激活能的讨论

从德拜弛豫理论出发,通过介电温度谱得到弛豫时间温度谱,由此计算弛豫铁电体的弛豫激活能Ｑ和指数前因子τ０。计算得Ｐｂ（Ｓｃ０．５Ｔａ０．５）Ｏ３（ＰＳＴ）单晶（有序度Ｓ＝０．３５）,ＰＳＴ陶瓷（Ｓ＝０．４０）,０．８５Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－０．１５ＢａＴｉＯ３（ＢＺＮ－ＢＴ）陶瓷,０．９３Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－０．０７ＰｂＴｉＯ３（ＰＭＮ－ＰＴ）陶瓷４种典型弛豫铁电体激活能Ｑ     

燃烧合成氮化硅的动力学分析

用２种方法研究了燃烧合成氮化硅的动力学,Ｓｉ３Ｎ４的燃烧波蔓延速度为０．０９７－０．１３ｃｍ．ｓ＾－１,燃烧区宽度为０．５４ｃｍ,用燃烧波速法测得其激活能为７５．４ｋＪ／ｍｏｌ确定了不同燃烧时间的反应转化率和转化程度,并据此计算出燃烧合成Ｓｉ３Ｎ４的激活能烽５４．３ｋＪ／ｍｏｌ,２种方法计算的激活能数值相差约３０％,说明燃烧合成氮化硅过程存在明显的后燃烧现象,随稀释剂质量分数的增加,最高燃烧温度降     

一维双原子链比热的研究

对于一维双原子链组成的晶格,可以求出频谱密度,进而可以求出晶格的振动能和比热,并进行了数值计算。结果表明：对于一维双原子链的晶格比热,在高温时与经典理论吻合,在低温时也符合徳拜定律,但在中温区相对原子量对比热有影响。     

两种金属的势能曲面特征及与玻璃形成能力的关系

运用分子动力学模拟方法,采用镶嵌原子势,研究了金属cu和Ni。Al在发生玻璃转变过程中的势能曲面．我们计算了两种金属的内在结构（Inherent Structure简称Is）,发现它们的内在势能在整个降温区间分为三个阶段：高温时,内在势能在一个较高的能量值附近波动;当系统的温度降低到熔点温度（h）时,内在势能大幅度减小;当体系温度降到玻璃转变温度（Tg）时,内在势能变得平稳．本文将Cu,Ni3A1和Lennard-Jones Binary Mixtures（BMLJ）液体的内在势能进行了比较,发现金属势能曲面与BMLJ液体的势能曲面存在明显的差异,与BMLJ液体相比,Cu和Ni3A1在高低温的内在势能差值很小,尤其是Cu的内在能量几乎不随温度变化,其差值的大小反映了液体的动力学性质的强弱．文章统计了cu和Ni3Al在不同温度下内在能量的概率分布,并计算了两种金属内在结构的海森矩阵特征值的概率分布,发现Ni3A1的势能曲面比Cu的势能曲面更粗糙,更易形成非晶．我们提出了一个由势能曲面计算流变激活能的新方法,并计算了Cu和Ni3A1的流变激活能,发现它们的激活能都随着温度的降低而升高,但是Ni3A1的激活能随温度降低升高得更快,在玻璃转变点附近,Ni3Al的激活能比Cu的激活能要高,这与Ni3Al比Cu有更好的玻璃形成能力有着密切的联系．金属的势能曲面的特征决定了金属的玻璃形成能力．     

一维单原子链晶格振动的定量研究

目的在谐和近似和最近邻近似下模拟沿[100]方向4种金属元素(Fe、Nb、W和Ta)的一维单原子链色散曲线。方法构建体心立方结构金属的一维单原子链模型,在此基础上用C语言编辑程序模拟一维单原子链的色散曲线,并对这些曲线进行分析。结果沿[100]方向Fe、Nb、W和Ta单原子链的色散曲线非常相似,只是数值上有些差异,其中Fe对应的频率(ω)最大,依次是Nb、W和Ta;4种金属的一维单原子链频率的数量级(THz)和对应金属的三维晶格振动频率的数量级完全相同。结论得到了一维单原子链色散曲线,为进行一维单原子链色散关系的实验奠定了基础。     

对一维原子链晶格振动的讨论

一维原子链晶格振动是晶格振动理论的基础。本文就一维双原子链和一维单原子链振动性质的不同进行研究,阐明二者的关系。     

利用Monte Carlo算法对薄膜生长过程的计算机模拟

用Monte Carlo方法以Cu为例对薄膜生长过程进行计算机模拟．不仅对原子的吸附、迁移及脱附3种过程采用更为合理的模型，还考虑这些过程发生时对近邻原子的连带效应．在合理选择原子间相互作用势计算方法的基础上．改进了原子迁移激活能的计算方法．计算了表征薄膜生长表面形貌的表面粗糙度和表征薄膜内部晶格完整性的相对密度．结果表明，在一定的原子入射率下，表面粗糙度和相对密度的变化存在一个临界温度．随着衬底温度的升高．表面粗糙度减小，膜的相对密度增大．当达到临界温度时，粗糙度随衬底温度的升高开始增大，而相对密度趋于饱和．临界温度随原子入射率的增大而增大，不同温度下原子入射率对粗糙度的影响不同，在较低温度时粗糙度随入射率的增加而增加，在较高温度时粗糙度随入射率增大而减小．同时发现．随入射率的增大或薄膜厚度的增加，相对密度均逐渐减小。