电负性均衡原理在计算原子电荷分布中的应用

著名化学家Pauling提出的电负性概念,用以描写原子得失电子的能力,为讨论分子的各种性质时广泛引用.然而,电负性概念的精密的理论定义,却是近年来Parr等人用密度泛函理论表述出来的,从而使电负性的研究和应用有了新的进展.最近十几年,随着对生物大分子进行动力学计算机模拟的研究和发展,利用分子几何构型和原子电负性.直接计算分子中的原子电荷分布,受到人们的极大关注,研究并建立了一些方法和程序.其中     

Faraday反常色散滤光器

介绍了滤光器的作用以及当前各种应用系统对滤光器的性能要求, 原子滤光器与其他传统滤光器的区别, 国内外原子滤光器的研究进展. 特别地, 给出了Faraday反常色散滤光器的重要指标——透过率的普遍计算方法, 此计算方法对被动式和主动式Faraday反常色散滤光器都适用, 并与实验结果符合得很好. 最后对本小组近年来在实验和理论方面的研究成果进行了总结性介绍. 其中, Rb-FADOF的实验结果与理论计算吻合得很好, 而Cs-ESFAD-OF的新方案在理论上得到了比较好的结果.     

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.     

激光器若干突破性进展

激光技术是高技术的重要方面。各种激光器又是激光技术的基础。最近,激光器取得一些堪称突破性的进展。本文根据最新资料分别对其进行介绍。     

硅烯表面的氢吸附

硅烯是类似于石墨烯的单原子层硅薄膜.作为硅的一种新型同素异形体,其拥有奇特的狄拉克电子态,可带来新奇的物理性质,近年来引起人们的广泛关注.由于硅烯中硅原子的化学键未饱和,可以用来吸附外来原子,从而实现对硅烯的化学修饰以及电子态的调控.本文主要介绍了不同原子在硅烯上吸附的一些理论进展,以及最近在实验上对Ag(111)上的单层硅烯进行氢化的重要研究结果.     

光学频率梳状发生器和光钟研究

本文简要介绍光学频率梳状发生器的基本原理和应用,以及新一代原子光钟的研究意义和进展.     

石墨炔负载金属原子催化剂研究进展

金属原子催化剂实现了原子百分之百利用率,具有高选择性和高活性等特点.但由于单个原子表面能大,容易团聚成纳米颗粒,稳定金属原子催化剂的制备对基底提出了较高的要求.石墨炔的特殊结构使其成为一种潜在的金属原子催化剂载体.石墨炔是一种由sp~2和sp杂化碳原子共同组成的新型碳的同素异形体.由于碳碳三键具有线性、无顺反异构和高共轭性等优点,使得石墨炔具有类似石墨烯的二维平面结构,同时具有高导电性、高比表面积、结构稳定等优异性质.石墨炔结构中的sp杂化碳原子能与金属原子形成强的共价键,从而使金属单原子能稳定存在石墨炔结构中;因此石墨炔是一种理想的金属原子催化剂载体.本文从石墨炔负载金属原子催化剂的结构出发,论述了石墨炔负载金属原子催化剂的研究进展,包括石墨炔负载金属原子催化剂的结构、制备方法、表征手段,重点论述了石墨炔负载金属原子催化剂在电化学催化领域的理论和实验进展.实验证明石墨炔负载的贵金属(Pt和Pd)原子催化剂以及过渡金属原子(Ni和Fe)催化剂都具有优异的电化学催化活性和循环使用性能.     

迈向21世纪的纳米科技研究新进展

本文系统阐述了近年来在纳米科学与技术研究领域中取得的一些主要进展。这些领域包括单原子操纵与原子搬迁技术、纳米电子学与纳米电子技术、纳米生物学、纳米摩擦学、微米／纳米技术、原子团簇科学和纳米材料科学，其中又着重介绍了原子团簇科学和纳米磁性功能材料的研究新进展及其在现代电子信息技术及国防现代化上的应用。     

高压下同步频射EDXD实验系统的建立

在极高压下原子间距被压缩,原子间相互作用发生变化,以至引起电子能级变化.这会导致物质的物理性质和化学性质发生改变.高压研究能深化对物质的认识,并能发现新效应和新物质.尤其是当今材料科学跨进以物理思想设计新材料的时代,高压研究更具有独到之处.高压X射线衍射实验是研究状态方程和相变最直接有效的方法之一.自从50年代末期,Jamieson首先采用金刚石压砧装置(DAC)在高压下进行X射线衍射研究以来,这方面     

康尼查罗怎样论证原子-分子学说

本文是《伟大的化学家阿梅狄奥·阿伏伽德罗》的续篇。前文谈到,直到1860年卡尔斯鲁厄国际化学家代表大会时,由于意大利化学家康尼查罗对阿伏伽德罗假说进行了充分的、合理的论证,原子-分子学说才被化学界所接受。那么:在十九世纪五十年代理论化学的状况如何呢?康尼查罗是怎样统一了各种分歧意见而把原子-分子学说整理成一个     

三维原子探针--从探测逐个原子来研究材料的分析仪器

材料是科学技术和国民经济发展的重要基础,研究和开发先进材料,满足科学技术发展的要求,是材料研究工作者的永恒主题.材料的成分和加工工艺,决定了材料的显微组织,而材料的性能又与显微组织有着密切的关系.因此,研究材料的显微组织是研究开发先进材料的工作基础,而充分并正确利用现代的各种分析仪器,是研究显微组织的关键.本文介绍了一种能够分析逐个原子的仪器——三维原子探针,用这种仪器可以了解金属材料中不同合金元素在微区中不均匀分布的问题;可以了解合金元素在各种界面及晶体缺陷处的偏聚分布;可以了解显微组织变化初期时只有数十个不同原子发生团聚时的过程.三维原子探针是目前最微观的分析仪器,能够进行成分的定量分析,在研究金属材料的许多问题时都可以发挥重要的作用.     

地磁场西漂的纬度变化和频散特征

用第8代国际参考地磁场模型和纬度剖面分析法, 研究了地球主磁场不同波长成分的西漂速度随纬度的变化. 结果表明, 各种波长成分的西漂速度均有明显的纬度依赖性, 其中, 一次波全球平均西漂速度为0.189?a, 最快的西漂(0.295?a)发生在北纬40皛45? 二次波的全球平均西漂速度为0.411?a, 最快的西漂(1.305?a)发生在南纬60? 波长更短的磁场成分西漂速度较小, 而且漂移只发生在较小的纬度范围内. 西漂速度的纬度依赖性不能用地核整体旋转解释. 西漂速度随磁场成分的波长而变化, 除了一次波外, 西漂速度随波长减小而逐渐减小, 即磁场西漂呈现负频散特征, 这一特点与Hide的磁流体波的理论预测结果也不符合. 为了合理地解释地磁场西漂, 必须全面考虑地核内部复杂的流动过程.     

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.     

电负性概念的新拓展

电负性概念1932年由Pauling提出, 它与分子中原子的极化率、软硬度、电荷分布等性质之间存在着密切的内在联系, 是人们判断物质性质的重要理论依据. 随着新材料的发展以及各学科之间的相互交叉与渗透, 电负性如今已成为在化学、物理和材料科学等领域均具有广泛应用的基本原子参数. 它的发展经历了原子电负性、离子电负性和键电负性三个阶段, 其中离子电负性是考虑了原子所处具体环境的价态元素电负性, 用于更精确地描述离子和化合物的各种物理化学性质; 键电负性是连接原子电负性和材料性质之间的桥梁, 它能帮助人们更方便、直接地建立材料的宏观性质和微观结构之间的定量关系. 离子电负性和键电负性的提出是对电负性概念的重要拓展, 它们在丰富和发展电负性理论的同时, 在新材料设计方面发挥了重要作用. 该文就电负性概念的研究进展及其在材料研究中的应用作了详细介绍.     

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。     

石墨表面纳米级直接刻蚀的研究

利用扫描隧道显微镜(STM)对导体和半导体表面进行纳米级超微加工,不仅在理论上可深化对表面原子和分子运动规律的认识,以及介观物理、量子力学等基础科学的研究,而且有着潜在的应用前景,如制作高密度存储信息元件和纳米尺度的电子元件等。目前,这方面的工作已取得了一些进展。我们用自行研制的STM,采用在针尖与样品之间施加长脉冲电压的方法对石墨表面进行了直接刻蚀,得到了各种字体和图案。     

考虑溶质原子拖拽效应及各向异性的元胞自动机法模拟钛合金单相区静态粗化

晶粒静态粗化是一种重要的物理现象,严重影响微观结构的演化和材料的力学性能.如何有效模拟这一过程已经成为该领域的研究热点.本文通过考虑溶质原子拖拽效应和晶界迁移各向异性对晶粒粗化的影响,建立了元胞自动机模型,并对钛合金单相区静态粗化过程进行了模拟.为了描述不同溶质原子的拖拽效应对粗化的影响,文中将溶质原子在beta相中的扩散速度等效转化成钛原子的迁移速度.为此,提出了定量描述溶质原子扩散速度与钛原子迁移速度之间转化关系的数学表达式.其中,表达式中考虑了影响溶质原子扩散速度的因素如溶质原子的半径、原子质量及晶格类型.通过引入参数c0考虑晶界迁移各向异性对粗化的影响.当c0为1时,则认为晶界迁移为各向异性,若为0时则认为是各向同性.将上述表达式应用到元胞自动机模型中,模拟钛合金(包括TC4,Ti17,TG6和TA15)在单相区的静态粗化现象.预测结果包括粗化动力学和组织演化与试验进行了对比,而且较为吻合.最后,讨论了时间、温度和化学成分对粗化的影响,以及本文元胞自动机模型预测粗化的局限性.     

纳米结构金属晶界塑性机理的原子尺度模拟研究进展

纳米结构金属中富含晶界,对材料微观结构演化与宏观力学性能调控具有重要意义.厘清纳米结构金属晶界塑性变形的原子尺度机理,将之与材料宏观力学行为相联系,是纳米结构金属力学研究关注的核心问题.近年来,我们围绕晶界塑性变形机制及其影响因素,采用原子尺度模拟方法,探究了晶界诱导孪生与界面宏微观自由度的关联规律,揭示了晶界位错往复滑移主导的纳米晶体循环塑性机制,提出了孪晶界滑移诱导纳米晶体极端剪切变形,发展了取向依赖的晶界迁移和滑移转变模型,为纳米结构金属晶界行为预测与调控提供了新思路.本文梳理了晶界塑性原子尺度模拟的研究现状,总结了本团队从原子尺度探究晶界塑性变形机理的相关进展,指出了纳米结构金属晶界调控理论与力学表征的难点和挑战.     

X—H伸缩振动泛频的同位素取代规则

多原子分子振动基频的同位素位移给分子力常数的确定带来很大益处。对于分子的振动基频,存在着各种同位素取代规则。这些同位素取代规则是建立在GF矩阵之上,即采用小尺度振动近似。对于X—H(X=C,N,O等)类具有强烈非谐性的伸缩振动,我们发现,其基频、泛频存在至少两类同位素取代规则。本文给出了它们的表达式,并且应用到一些分子体系。     

Bi_4Sr_3Ca_3Cu_4O_y超导体的EXAFS研究

Bi基超导体是Bi-O层、Cu-O层、Sr-O层和金属Ca层交互排列的层状结构.我们用EXAFS方法研究了Bi_4Sr_3Ca_3Cu_4O_y,超导体中,Cu原子、Bi原子周围的配位情况.样品用溶胶-凝胶法制备,转变温度为72.8K,单相性好.EXAFS实验使用BEPC的4WB1束线.数据处理使用英国Daresbury实验室的最新软件.Cu原子第一配位层EXAFS研究的结果与其它分析方法的结论一致.