二维Lennard-Jones系统热力学性质的Monte Carlo模拟

采用正则系统ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟方法,研究了粒子间以Ｌｅｎｎａｒｄ－Ｊｏｎｅｓ１２－６势能相互作用的系统的热力学性质。模拟的状态点广泛地分布于相图中的气、注单相区和气／液相转变区,侧重于考察气／液相转变区的热力学性质。在气／液相转变区内,模拟计算得到的等温线具有类似ｖａｎｄｅｒＷａａｌｓ理论等温线的特性。     

缩聚反应产物分子量分布的Monte Carlo模拟——样本复制法提高模拟效率

我们曾报道了模拟缩聚反应产物分子量分布的Monte Carlo方法,该方法适用于模拟各种类型的缩聚、共缩聚和非等活性(即官能团活性与链长有关)缩聚产物的分子量分布。本文提出一种中间样本复制法以缩短该方法的计算耗时数,从而提高模拟的效率。     

二维随机格点SO(3)×SO(3)手征模型的Monte Carlo模拟

四维SU(N)规范理论与二维SU(N)×SU(N)手征模型的相似性是由Migdal和Polyakov发现和发展的,由于手征模型物理上简单,且易于计算机处理,他们的工作使得手征模型成为一个检验规范理论的实验室。现已证明,在两种理论中,对基础表示的作用量,在强弱耦合过渡中存在快速过渡点。对二维SU(3)×SU(3)手征模型的基础——伴随混合表示作用量的研究还表明它的相结构与四维SU(3)规范理论基础——伴随混合表示作用量的相结构是相似的。     

Hartree-Fock量子Monte Carlo方法

量子Monte Carlo(QMC)方法已成功地应用于量子化学领域,对QMC的评述请参考文     

Monte Carlo方法计算低能电子散射

近年来,低能电子散射(Low energy electron scattering,简称LEES)的基本理论、计算方法和实际应用研究越来越引起人们的重视。由于Rutherford散射截面、Bethe能量损失公式不能用来描述复杂的     

苯乙烯-异戊二烯渐变嵌段共聚物序列分布的Monte Carlo模拟

苯乙烯-异戊二烯的渐变嵌段聚合物(Tapered block polymer)的链结构及其聚集态结构是令人感兴趣的,它是用两种竞聚率不同的单体同时投入共聚得到,这样的共聚物,单体单元的组成是连续变化的即苯乙烯(S)的摩尔分数从一端的1变到另一端的0,而异戊二烯(Ⅰ)的摩尔分数从一端0变到另一端的1。我们用同时投料的阴离子法合成了5个S和Ⅰ重量比为1:1,但总分子量不同的SI渐变嵌段聚合物,对其~(13)C NMR谱进行归属,在这基     

定域分子轨道量子Monte Carlo方法

固定节面量子Monte Carlo(简称FNQMC)方法是目前求解Schrodinger方程精度最高的方法之一,对于2～10电子分子能获得80%～100%的相关能,但该方法还存在一些缺点,其中的两点是:(1)试探函数所含参数太多,优化起来非常困难;(2)试探函数的奇点条件没有得到满足.本文在FNQMC的基础上提出定域分子轨道量子Monte Carlo(简称LQMC)方法,它包     

Monte Carlo方法计算X射线空间分辨率

一、引言X射线空间分辨率R_x对于定量电子束显微分析工作是一个很重要的参数。对此,Reed、Duncumb、Castaing等都提出了各自计算R_x的经验公式。这些公式之间差别较大,且都处理成与原子序数无关,即忽略了不同元素中电子散射的差异,另外,在这类公式中,入射电子的束斑直径对R_x的影响也没有准确地反映出来,因此有必要对R_x值进行理论计算。     

受限于狭窄间隙平行板间高分子熔体上熵斥力的Monte Carlo模拟

受限高分子链行为的研究可追溯到60年代Casassa的工作近年来更引起大家的重视。这一问题除在基础科学上的明显重要意义之外,还与一系列实际问题有关,其中包括:凝胶渗透色谱、胶体稳定性、絮凝、生物膜、多孔介质中的高分子行为、粘结、润滑等。另一方面,借助于约十年前发展的所谓表面力测定仪(SFA),近来开创了受限于平板间隙中高分子熔体上斥力的直接测定。已测定的熔体有聚丁二烯、聚二甲基硅氧烷、全氟代聚醚等,其距     

一个改进的低能电子散射Monte Carlo计算方法

低能电子在固体中散射理论和计算方法研究,为电子显微学和电子束曝光等领域的发展提供了基础。入射电子能量为几十个keV数量级时,基于Rutherford-Bethe理论的Monte Carlo模拟计算方法成功地解决了上述课题中的一系列难题。Rutherford-Bethe模型计算方便,容易拓展到多元、多层介质中复杂电子散射模拟。然而,当电子能量降至几个keV或更低时,由波恩近似导出的Rutherford散射截面和Bethe连续能量损失公式均不适用。我们用Monte Carlo直接模拟的方法描述电子在固体中发生的弹性散射和非弹性散射主要激发过程,使模拟计算能延续到较低能量范围。但该方法计算十分繁复,应用于多元组分介质计算量非常大。Kotera,Murata等采用Kanaya-Okayama方程计算低能电子非弹性散射能量损失,将Rutherford-Bethe模型拓展到低能范围。Kanaya-Okayama方程中有两个待定参数需在计算中调整确定,他们的计算方法未表明具有普适性。     

Monte Carlo方法应用于微颗粒X射线定量分析

微颗粒体定量分析是十分重要而困难的研究课题。本文提出用Monte Carlo方法计算规则颗粒中X射线发射强度的理论,在此基础上,首次建立了严格的微颗粒X射线定量分析方法。设I_i~p、I_i~s分别为来自颗粒中i元素及纯     

ABC三嵌段共聚物在受限孔道中自组装行为的Monte Carlo模拟

采用Monte Carlo模拟方法研究了在本体条件下形成四角排列柱状相的ABC线型三嵌段共聚物在受限孔道中的自组装行为.模拟结果表明共聚物的自组装结构依赖受限孔道的尺寸.在尺寸较大的孔道中,自组装结构与体系的初始态无关,表现出单一的套索结构;而在尺寸较小的孔道中,自组装结构与体系的初始态有关,表现出双螺旋、平行柱、堆积盘等结构.进一步研究结果表明,当孔道直径与体系在本体条件下的平衡周期不匹配时,体系相互作用能密度高的结构出现的概率高;而二者相匹配时,相互作用能密度高的结构出现的概率低.此外,对同一螺旋结构的统计分析表明,随着孔道尺寸的增加,体系中高分子链的均方末端距也随之增加,并且高分子链在圆柱孔道中由小孔道尺寸下沿垂直圆柱长轴方向排列逐渐转变为大孔道尺寸下沿圆柱长轴方向排列.     

一种新作用量的Eguchi-Kawai模型的Monte Carlo研究

近年来SU(N)格点规范理论大N极限的研究有了长足进展.Eguchi和Kawai在1982年提出,对于Wilson作用量,在大N极限下,可以把通常的格点模型简化为只有一个时空格点并保留周期性边界条件的简单型式。在Eguchi和Kawai的推导中,主要的假设是,对SU(N)规范群至少保持Z_n对称性不自发破缺。只有这样才能使开放的Wilson圈的期待值     

Monte Carlo方法计算背散射电子在固体中的空间分布

引言 固体中背散射电子空间密度分布及能量分布规律是从事电子显微学实验、理论研究及扫描电镜、透射电镜等电子束显微分析仪研制工作的学者十分关心的课题。由于缺乏严格的理论计算结果,一些专著只能定性给出背散射电子(BSE)、入射电子(IE)在固体中的空间图     

低能电子在多元介质中散射Monte Carlo计算方法

在电子束显微分析、电子束曝光技术研究中,样品的X射线微区定量分析、薄膜厚度测定以及电子束曝光定量计算等一系列重要课题均涉及电子在多元介质中复杂散射模拟。应用Monte Carlo方法,电子的每一步散射,迄今所采用的方法均需随机抽样确定何元素原子为散射中心,再进一步计算散射步长、散射角及能量损失等。基于Rutherford-Bethe模型,一个具有N种元素介质,一次散射事件中,若ⅰ号元素原子发生散射的几率记为R表示(0,1)上均匀分布的随机数,则须由∑P_ⅰ<及≤∑_ⅰ(k=1,2,…,N)随机抽样确定k号元素原子为散射中心。因此,较之纯元素,多元介质中电子散射模拟复杂得多。特别是电子能量降至几个keV或更低时,电子的弹性散射需用量子力学分波法描述并用数值方法计算,计算过程就更加繁复。为此,本文提出一个低能电子在多元介质中散射Monte Carlo模拟计算方法。电子的弹性散射用Mott散射截面描述,提出平均散射截面的概念将多元介质等效为单一元素介质,从而摒弃传统的抽样确定散射中心方法,使电子散射模拟大为简化。电子非弹性散射基于电子能量损失连续减速近似,给出将多元介质中电子能量损失Bethe方程转换为具有平均原子序数、平均原子量的单一元素能量损失方程后再确定修正系数K的方法。应用本文方法,对不同能     

二维铁磁材料的理论模拟与设计

二维本征磁性材料具有不同于体相材料的奇异物理性质,为低维自旋电子学的发展提供了理想的研究平台.传统开发新材料的方法是试错法,具有研发周期长、成本高等固有缺陷.近年来,随着计算机算力的快速提升,基于密度泛函理论的第一性原理计算方法为新型本征铁磁材料的设计和材料磁学性质的研究提供了一种十分有效的手段.本文综述了近年来在二维本征铁磁材料方面的研究进展,特别是强调了第一性原理计算在铁磁材料探索和制备方面发挥的重要作用.最后,展望了二维铁磁材料未来的发展和面临的挑战.     

液相中气相成核的二维分子动力学模拟

采用分子动力学方法对二维液相空间中的气相成核过程进行模拟, 结果表明: 当计算域太小时, 形核生成的非液相区表现为空穴或仅有少量的气相分子; 只有当计算域足够大时, 才能使形核继续下去, 形成由一定数量分子组成的气相团簇, 或称气泡, 周期性边界条件并不能扩大对形核过程的模拟能力. 较大规模的模拟表明液相中的气相成核过程实际经历了3个阶段: 空穴自身生长; 空穴合并增长并开始出现少量气相分子; 形成汽泡.     

二维伊辛系统远离平衡态的蒙特卡罗模拟

采用能够避开临界慢化困难的短时动力学蒙特卡罗模拟方法, 对二维伊辛模型在非平衡态下的动力学特性进行数值研究. 系统分别从高温无序相和低温完全有序相淬火到临界温度T_C, 采用Heat-bath算法作数值模拟, 计算双时自关联函数A(t, t′), 得到动力学临界指数z≈2.16. 以数值方式证实临界行为存在普适的标度律, 并证实从有序初态开始演化, 临界指数lC完全由静态指数决定: λ_C = β/ν.     

量子Monte Carlo的一种新算法——直接计算相关能

分子相关能的计算至今仍是量子化学研究的难题之一.量子 Monte Carlo(QMC)方法近来已引起人们的广泛注意,因为它有两个独特的优点:(1)它能将“r_(ij)”显含于波函数中而又不使计算过于复杂;(2)体系的各种观察值及其它一些人们感兴趣的性质,如相关函数、“Coulomb”隙、“Firmion”隙等可以很容易地研究.QMC 包括三个部分:变分 Monte Carlo(VMC)方法、扩散 Monte Carlo(DMC)方法和格林函数 Monte Carlo(GFMC)方法,