黄昆院士与固体物理学

固体是由许多原子组成的。固体物理学主要研究固体的原子结构以及固体中电子与原子、电子与电子、原子与原子之间的各种相互作用和由这些相互作用决定的固体材料的各种性质。从固体物理学的发展历史看,自上世纪20年代中叶诞生量子力学开始,当时的顶尖科学家如Bloch、Wilson、Br     

固体物理学的主要成就与发展方向

固体是一种重要的物质结构形态,与基本粒子、原子、分子等一样,是当前物理学中主要的研究对象之一。固体物理是研究固体的微观结构和组成粒子(原子、离子、电子等)之间相互作用与运动的规律,并从而阐明其性能与用途的科学。我们知道,固体是由大量微观粒子(原子、分子、离子、电子等)组成的。当这些微观粒子聚集在一起形成固体时,它们是怎样相互作用的,这些相     

原子分子数据

1.什么是原子分子数据所谓“原子分子数据”,是有关单个原子、分子的各种性质以及有关原子分子之间或者原子、分子与电子、光子之间相互作用的各种数据的总称,它包括原子能级、分子构造方面的数据,以及原子分子的光吸收几率、由电子碰撞引起的原子分子的电离截面等等数据。另外,在化学反应速度方面,特别是比较简单的分子在气相反应中的数据,也属于原子分子数据的范畴。     

元素的负电性

一引言化学键的生成大都是由相互作用原子的价电子重新配置的结果。这种电子重新配置的主要方式有二:(1)由某一原子把电子授予另一原子;(2)电子向一个原子移动,形成两个原子所共有的电子对,此时两个原子就被此电子对结合起来。在这些重新配置的过程中,电子与各种原子相结合的稳定程度和原子接受     

质子在物质中的能损与碰撞参数的关系

研究质子在气体、固体原子中的能损和晶体原子沟道中的能损及能损角分布关于原子碰撞参数(b)的关系,对于离子束材料改性,离子束固体表面、界面分析,离子束与物质相互作用机理的讨论均有十分重要的理论和应用意义。目前理论上主要以局域电子密度近似(LDA)和二体碰撞近似(BEA)方法讨论质子对物质原子的激发与电离过程。由于它们都忽略了电子在不同状态物质中的结合能因素,其结果虽然适合于大多数的散射实验,但对于小参数时     

N、N-二甲基乙酰胺+氯代烷二元系固液相平衡

我们报道过四氯化碳 含氧化合物、 含氮化合物二元系固液相平衡,通过固体分子间化合物的形成,研究组分分子间的相互作用.连着3个碳原子的氮原子有较强的授电子能力,N、N-二甲基乙酰胺(DMA)分子具有较强的授电子能力,氯代烷中氯原子有受电子能力,DMA与氯代烷分子存在着特殊相互作用.为探讨这种作用,本文测定了N、N-二甲基乙酸胺 三氯甲烷、 二氯甲烷、 1,2-二氯乙烷的固液相平衡.1 实验1.1 试剂三氯甲烷、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷为分析纯,DMA为化学纯,用高效精馏往精馏(或减压精馏),中间馏分存放干燥器备用,毛细管色谱分析得CHCl_3,CH_2Cl,CH_2ClCH_2Cl和DMA的摩尔分数纯度分别为0.999 3,0.9981,0.9990和0.9992,凝固点测定值分别为209.61,     

镧系元素的软X射线出现电势谱

软X射线出现电势谱(SXAPS)测定固体表面受电子轰击后特征X射线的产额与轰击电子能量之间的关系,可用于分析固体的表面成分、原子内层电子的束缚能和提供空带电子能态密度的有用信息.近年来还发现它与表面的原子结构有关,因此是研究表面物理的一     

C60超原子近自由电子能带

从传统观念理解,有机分子及其固体的光电特性主要由前线轨道及其相互作用决定.本文以C₆₀为例,展示新的分子轨道和相互作用及其在有机半导体中产生的类金属近自由电子能带.一类是C₆₀超原子分子轨道:超原子分子轨道广泛存在于具有中空结构的体系,如层状、管状、笼状结构甚至芳香性分子中.其波函数模的平方在空间上非常弥散,因此在范德华固体中也能杂化生成近自由电子能带.另一类是C₆₀类共价准键相互作用:在黑磷表面被压缩的C₆₀单层中, C₆₀像超原子一样通过被基底模板化的π-π堆叠类共价准键相互作用,生成近自由电子能带.同传统观点相比,前者是利用能量更高、空间更扩展的镜像态在较远距离下生成近自由电子能带;而后者则是通过能量更低、更束缚的前线分子轨道在更短的距离中获得.两者均体现了以整个分子为超原子来相互作用的超原子材料制造思想.基于这一思想,有望构筑具有超高载流子迁移率的新型范德华有机半导体.     

电导法用于催化研究

由电导的变化提供固体表面和它们表面吸附分子之间电子传递的信息,已成为人们进行催化研究的“电子化学探针”之一.在多相催化和光催化的研究中,人们使用这种“电子化学探针”进行固体催化剂表面相结构的分析,研究气体在催化剂表面的化学吸附,讨论催化反应机理,揭示金属和载体之间的相互作用或影响催化反应的电子因素,等等.     

贵金属的位能函数理论及体弹性模量的研究

本文从“固体与分子的经验电子理论”出发,提出了Cu、Ag、Au纯金属的原子相互作用构经验电子理论模型,给出了这三种金属的位能函数表达式,并结合Born的晶格动力学理论,导出了贵金属的体弹性模量随温度变化的计算公式,应用此公式计算了Cu、Ag、Au多晶体在0—800K温度范围内的体弹性模量的理论值,它们与实验值的相对误差均在6％以内。     

金属铝中Si点缺陷的第一原理研究

点缺陷是固体中最简单的一种缺陷,然而固体的许多物理和机械性质都敏感于点缺陷的存在。另外,固体中的其他各种对材料性质起决定作用的缺陷,如线缺陷、面缺陷和空洞等都受到与点缺陷的相互作用的影响。因此,详细地研究点缺陷的性质对理解材料的微观和宏观性质都有重要作用。由于金属铝及其合金在航空航天和电子工业上的重要性,对铝及其合金的研究受到了很大的重视。硅是铝中最重要的杂质缺陷之一。铝-硅合金也是最重要的商业化合金之一(当加入0.01％(重量分数)Na时)。这种合金的微结构和机械性质在少量外来原子加入后得到了很大的改善。     

多层介质中电子散射自由程及边界理论

用Monte Carlo方法模拟电子在固体中的散射过程是研究电子与固体相互作用的重要方法。在多层薄膜X射线微区定量分析、厚度测定以及电子束曝光定量分析等重要课题中均涉及电子穿越边界的处理(图1)。由于相邻介质间具有不同     

由二次Doppler效应确定非晶合金的Debye温度

一、引言 固体中原子间相互作用使原子围绕平衡位置振动并形成各种模式的波,Debye从连续介质中的弹性波考虑分析了晶格振动的能量,从而得到了固体比热的公式。Debye理论中的特征温度——Debye温度θ_D是标志固体中原子间结合强弱的物理量,对研究晶格动力学是有意义的。一般可以从两个方法求θ_D:1)测定固体比热随温度变化的规律,按Debye比热     

四氯化碳-含氮化合物二元系固液相平衡

我们报道过四氯化碳-含氧化合物二元系固液相平衡,本文报道四氯化碳-含氮化合物二元系固液相平衡.四氯化碳与苯可形成电荷转移配合物,苯环上连结斥电子基团,苯环的电荷密度加强,更有利于配合物的形成,苯环上连结吸电子基团,苯环电荷密度减弱,不利于配合物的形成.另外,四氯化碳与氮原子也发生电荷转移作用,四氯化碳与N-甲基吡咯形成固体化合物是一个例子.氮原子若连结在苯环上,能否与四氯化碳形成固体化合物呢?为此,本文测定了四氯化碳-苯胺/N,N-二甲基苯胺的二元固液相平衡.     

论金属键的本质

引言我们知道固体的结构和性能主要决定于组成固体的粒子(原子、分子、离子等)的结构和它们之间的相互作用力与热运动。因此,分析和研究组成固体的粒子的结构和它们之间的结合力及结合力的性质是固休物理最基本最重要的问题之一。当原子、分子、离子等通过结合力而形成固体时,我们就称为形成了固体键。由于组成粒子和结合力的不同,固体可以形成多种多样的键。我们已熟知,最简单最典型的固体键,不外有下列四种:     

等离子体的耗散结构

本文提出在等离子体中存在集团粒子,它们可能是离子集团、电子集团和中性集团等,但是假定它们都是不可分辩的。等离子体是由集团粒子和单粒子(离子、电子和中性原子)组成的物质第四态。集团粒子与单粒子的相互作用既可产生更大的集团粒     

350—1200eV电子对氩的散射全截面测量

一、引言 电子对原子、分子散射全截面的知识对于检验各种电磁相互作用是很重要的;全截面的数据对于天体物理、等离子物理和化学物理等学科的发展也有很大意义。对氩的电子散射全截面结果对于气体探测器和激光的研究也十分有用。对于原子、分子的电子散时全截面研究始于1921年Ramsauer的工作。在大多数的早期实验中,采用Ramsauer技术,电子能量     

奇特的强子X(3872)及其质量精确测量的新方法

<正>质子和中子通过强相互作用束缚到一起形成各种各样的原子核,再通过电磁相互作用与电子一起形成原子,从而构成了宇宙中的可见物质.强相互作用的基本理论是于20世纪70年代建立起来的量子色动力学(quantum chromodynamics, QCD).在QCD中,参与强相互作用的基本粒子是夸克和胶子.与质子和电子分别带正负电荷类似,夸克带有3种不同的色荷;与传递电磁力的光子不带电荷不同,在夸克间传递强相互作用的胶子具有8种色荷,从     

现代分子光谱学的鼻祖格哈特·赫茨伯格(1904～1999)

今年3月3日去世的G·赫茨伯格(Gerhard Herzberg)是一位世界级的著名分子光谱学家.分子发射和吸收的大量的各种波长的光,可以提供有关原子在分子中的排列,连接原子的化学键的特征,以及控制这些化学键的电子相互作用等的极其大量的富含内容的知识.深入到分子内部洞察化学键在化学反应中是如何组成或断裂,是了解物理学、天体物理学、化学、材料科学、生物学和医学中各种现象的关键.研究出一种方法来观察和破译分子谱图一直是一项工程浩大的任务,其中赫茨伯格在最近的60年中一直起着领导作用.     

聚苊的真空紫外光电子发射

真空紫外电子能谱(UPS)是研究有机固体的有用工具,已知同一物质的固态的UPS谱图与气态的谱图十分类似,只要能量坐标位移一定数值后,两者基本上是重合的,这个能量差就是极化能,当物质处于固体状态时,分子间相互作用较强,分辨率就差,而高分子材料的分辨率更差,除聚苯乙烯外,大部分高分子材料的UPS都没有精细结构,由UPS得不到更多的信息,为了提高高分子化合物的UPS的分辨率,就必须逐步找出影响分辨率的各种因