基于描述低能离子与原子碰撞的分子库仑过垒模型,详细阐述了与入射离子速度相关的反应窗理论,并对影响势垒变化的平均径向速度做了修正.根据该理论,计算了C5+-He和He2+-He碰撞体系单电子俘获过程的态选择微分截面,并分别与Kamber等人和Mergel等人的实验结果进行了比较.

本文探讨了快电子碰撞下判别原子跃迁多极性的方法,指出了从实验上由广义振子强度比和光学振子强度比及中间耦合系数的归一化特性来确定中间耦合系数的方法.然后以氩原子为例,计算了其价壳层激发的中间耦合系数,并在2500 eV入射能量下实验测量了氩原子跃迁到3p54s[3/2]1和3p54s′[1/2]1的广义振子强度比,在此基础上阐明了氩原子价壳层激发的多极性,从实验上获得了氩原子3p54s[3/2]1和3p54s′[1/2]1的中间耦合系数.本文得出了LS耦合的波函数足以描述氩原子的光子或快带电粒子碰撞激发过程的结论,这是由于氩原子基态的LS耦合特性在快电子激发过程中选择了激发态波函数中的单态成份决定的.并指明该结论可以推广到描述其它原子的光子或快带电粒子的碰撞激发过程.

由位错熔化理论和不同的静高压实验数据优化的体模量(B0)、剪切模量(G0)及它们对压力的一阶偏导数(B′0、G′0)值计算了Al、Cu、Ta的高压熔化曲线.理论计算的Al、Cu高压熔化曲线与静、动高压实验值较为吻合,Ta的理论高压熔化曲线与动高压实验结果一致,但与静高压实验结果相差较大.

采用基于密度泛函理论的B3LYP方法,利用小核实赝势LANL2DZ,优化了含重金属二元混合团簇M2Al2(M=Au,Ag,Cu)的稳定结构,并得出具有C2v(1A1) 对称性的蝴蝶结构比平面构型更加稳定,其中团簇Au2Al2最稳定.计算了稳定结构的结合能、电离势、电子亲和能、最高占据轨道能级和最低空轨道能级及二者间的能隙,得出参杂团簇M2Al2比非参杂团簇M4(M=Au,Ag,Cu) 更稳定的结论.

紫外激光照射下,用时间分辨电子自旋共振(TRESR)波谱仪研究了光解ACETONE/EG体系的化学诱导动态电子极化(CIDEP),得到了丙酮羰自由基(CH3)2(C)OH和乙二醇羰自由基CH2OHCHOH的发射/吸收(E/A)型极化信号,这是一个RPM极化过程.在胶束环境中,不同表面活性剂以及不同的浓度对体系极化的影响是不同的.阳离子表面活性剂CTAB对体系中生成的自由基的极化机理没有产生显著影响,而加入体系中TX-100的浓度对体系的极化机理却产生了很大的影响.在ACETONE/EG体系中,随着TX-100浓度的增加,TM机理对极化强度的贡献明显增大.

采用二次组态相关(QCISD)方法对NaH分子进行理论计算,得到它的几何结构、光谱性质,并拟合出它的Murrell-Sorbie势能函数.应用密度泛函(B3LYP)方法,在6-311G(3df,3pd)基组水平上对Na2H分子的基态结构进行优化,并用同样的基组对该分子进行了进一步的频率计算.结果发现Na2H分子的基态稳态结构为C2v构型,采用多体项展式理论导出了它的解析势能函数,其等值势能图准确再现了Na2H分子的结构特征和离解能.并报导了该分子对称伸缩振动等值势能图中存在的两个对称鞍点,对应于反应NaH+Na→Na2H,活化能大约为14.56 "kJ/mol.

采用密度泛函理论方法在B3LYP/6-31G*水平上对6个新型含氧亚甲基和亚胺桥键液晶化合物分子的几何结构进行优化计算,讨论了取代基H, CH3, CH3O, C2H5O, NO2, Cl对分子电荷、前线轨道能量和电子吸收光谱等性质的影响.在此基础上使用含时密度泛函理论方法计算了分子第一激发态的电子垂直跃迁能,得到最大吸收波长λmax.计算表明,取代基的引入导致最大吸收波长红移.

利用能壳上跃迁矩阵元的后滞形式和双势公式,计算了入射能为54.4 eV时,电子入射单离化氢原子的三重微分截面(TDCS),并与实验数据、BBK理论和DS3C理论结果进行了比较.通过分解动能算符,对快电子采用平面波的近似,散射振幅可以表示成结构因子(T2)和关联因子(T12)乘积的形式,在略去前者中电子质心运动的基础上,通过对后者中求和级数的讨论,指出了T12中电子的质心运动和相对运动对TDCS的影响,从而分析了T12的收敛问题.

在求解氦原子径向Schrodinger方程时,设计了含有四参数的基态波函数,推导出含有四参数的氦原子基态能级表达式, 分别采用Matlab 7.0最优化运算和Monte-Carlo法,计算了氦原子的基态能量,得到了相应的波函数.将计算结果与其它文献采用变分法所得计算值及实验值进行了比较,结果表明:这种方法不仅计算简便有效,准确性较高,而且所得氦原子基态空间波函数自动满足空间对称性的要求.

采用基于第一原理的全势能线性缀加平面波加局域轨道((L)APW+lo)方法对Nd(Fe,Si)11Cx化合物(x=0,2)的电子结构进行了计算,得到了化合物态密度和磁矩等信息.计算结果表明NdFe9Si2化合物中Si原子主要与4b和32i位Fe原子产生杂化,导致Fe原子磁矩减小.NdFe9Si2C2化合物C原子使32i位Fe原子磁矩进一步降低,同时减弱了Si原子的影响,使得4b位Fe原子磁矩增大.

本文报道了在280～286.5 nm区域内,通过共振增强多光子电离-时间飞行质谱和质量选择光电离激发谱对二甲基硫分子的光电离和光解离通道进行了研究.实验结果表明,在280～286.5 nm区域内,二甲基硫分子以母体分子的电离通道为主,即首先电离生成母体离子然后母体离子再解离生成碎片离子.

利用金属/无机半导体界面模型对金属/有机半导体界面偶极层进行了数值研究.讨论了界面处金属/有机半导体原子间距与化学键密度对界面偶极能的影响;分析了界面层电场强度随化学键密度变化的原因;对界面偶极能与金属功函数之间的关系给出了合理的解释.

采用密度泛函(B3P86/6-311g**)方法研究了偶极电场作用下ZnO、ZnO+1和ZnO-1的几何结构、能级分布和激发态特性,得到了ZnO分子的Murrell-Sorbie解析势能函数及其相关光谱常数.计算结果表明,随偶极电场的增加,ZnO、ZnO+1和ZnO-1的轨道能隙减少,适当强度外电场作用下ZnO分子的激发能和紫外吸收光波波长与实验值吻合得很好,说明ZnO分子具有紫外受激发射的发光特性.

本文运用数值模拟研究了二分量BEC原子数密度的长时间动力学行为,讨论了驱动场Rabi频率、二分量初始相对相位差、驱动场耦合强度、同分量内原子作用强度及不同分量间原子作用强度对阱中原子数密度演化特性的影响.结果表明:长时间内阱中原子数密度的演化出现与短时间内周期性余弦振荡不同的新现象,即呈现典型的量子崩塌与复苏.

采用遗传算法结合经验势函数,研究了(AgX)n(X=Br,I,n≤15) 团簇的可能稳定结构.结果表明(AgBr)n团簇的稳定结构主要以密堆结构为主,(AgI)n团簇的稳定结构主要以四元环和六元环相接的笼状结构为主.反映出(AgBr)n团簇以离子键结合,而(AgI)n团簇中是具有离子性的共价键.(AgBr)n(n=4,6,10)和(AgI)n(n=6,8,11)的结构较为稳定.

利用塞曼哈密顿的球张量形式,采用将微扰理论与里兹变分方法相结合的方式,导出了氦原子1snp组态塞曼哈密顿矩阵元的一般形式,给出了氦原子1s3p组态塞曼效应之解,并绘出了不同磁场强度下氦原子1s3p组态的塞曼能级分裂图.

应用SAC(Symmetry Adapted Cluster )/SAC-CI(Configuration Interaction)方法,采用cc-pVDZ基组,分别对BH分子X1∑+、B1∑+和C′1Δ电子态进行了单点扫描计算.在此基础上,拟合得到了基态和C′1Δ态的Murrell-Sorbie函数形式的解析势能函数,同时也计算了这两个电子态的光谱项常数和力常数,并与实验和其它理论结果进行了比较.最后也对具有双极小值的B1∑+态势能函数进行了简单研究,给出了一些有用的量化信息.

利用共生纠缠度研究了单模腔场内两个耦合量子点中激子的纠缠动力学行为.结果表明:无论腔场初始制备于奇相干态还是偶相干态,两个量子点间直接耦合作用均能减弱激子的纠缠度.在腔场初始为奇相干态时,激子的纠缠度随场模强度的增加而减小;偶相干态时,激子的纠缠度呈现一个转折变化.此外,也研究了单模腔场内平均光子数与激子准最大相干纠缠态的关联.

首先用Huxley势函数拟合在RCCSD(T)/aug-cc-pVTZ+bf理论水平下计算的He-NO相互作用能数据,从而得到了He原子与NO分子相互作用各向异性势;然后用密耦近似方法计算了He-NO碰撞体系的总分波截面、弹性分波截面和非弹性分波截面,并总结了分波截面的变化规律.计算结果表明,拟合势较好地描述了He-NO系统相互作用的各向异性特征,利用碰撞体系分子间势的量子化学从头计算结果,可解决势能参数难以确定的问题,对进一步研究原子与分子碰撞机理有一定参考价值.

用BFW势函数拟合在CCSD(T)/aug-cc-pVQZ理论水平下计算的He-HF相互作用能数据,获得了He原子与HF分子相互作用的各向异性势,并与已知的势模型进行比较,验证了拟合势的可靠性;然后采用密耦方法计算了He-HF体系在不同碰撞能量下的分波散射截面,总结了分波散射截面的变化趋势. 研究表明:①拟合势不但表达形式简洁,而且较好地描述了He-HF系统相互作用的各向异性特征.②入射粒子的能量越高,得到收敛的分波截面所需的分波数越多,量子效应越不显著,尾部效应也越弱;尾部效应仅在低激发态中产生,高激发态不产生尾部效应.

采用反胶束法,合成了硅土包裹的掺有不同浓度的Mn2+的CdS纳米颗粒. 高分辨电镜表明这些颗粒的直径小于5 nm. 仅仅改变Mn2+的掺杂浓度,研究了这些颗粒的光致发光谱和光致发光激发谱,结果表明: Mn2+浓度的大小对掺杂CdS纳米颗粒的发光产生了重要的影响.通过电子顺磁共振谱的测量和分析揭露了Mn2+浓度影响这些掺杂颗粒发光效率的原因.

从理论上讨论了囚禁于两电介质间的级联三能级系统薄原子蒸汽膜的色散特性. 由于腔中慢速原子及泵浦-探测机制的速度选择贡献,色散谱线表现为Dicke窄化的亚多普勒结构及明显的慢光效应,当泵浦光和探测光异侧入射时这种现象更为突出. 两个叠加的色散线型,一个对应光学泵浦,另一个对应可能出现的电磁诱致透明.

对F原子的光电离截面,人们已经做了大量实验研究,并观察到了大量的自电离共振结构.而与实验相比,理论计算仍存在一定的差异.本文通过对靶态的能量进行修正,利用R矩阵方法计算了F原子基态在3P-1D电离阈值能量范围内的分波光电离截面、总光电离截面以及自电离共振2P4(1D)ns2D,2P4(1D)md2P和2P4(1D)md2D系列的共振位置,并与最新的多组态Hartree-Fock理论计算及实验结果进行了比较,我们的结果与实验符合得更好.

在最弱受约束电子势模型理论框架下,利用Martin公式研究了PbⅠ原子在JJ耦合下的Rydberg系列能级,计算了6pnd1/2[5/2]3(n≥6)和6png1/2[5/2]3(n≥5)两个光谱系列的能级和量子亏损值,结果与实验值符合较好,最大相对误差小于0.032%.表明该方法对jj耦合下的能级计算也是合适的.

以多电子原子精细结构哈密顿的球张量形式和氦原子非相对论性能级结构理论为基础,借助不可约张量理论, 建立了计算氦原子自旋-其它轨道相互作用精细结构参数的一种解析理论形式.完成了所有的角向积分和自旋求和计算,自旋-其它轨道相互作用精细结构参数最终用若干个径向积分来表示.以氦原子(1s2p)3P态为例,借用类氢形式的径向函数对这些径向积分进行了近似计算.计算结果表明:在氦原子的精细结构中,自旋-其它轨道相互作用与纯自旋-轨道相互作用的作用效果相反;在总自旋-轨道相互作用精细结构参数中,自旋-其它轨道相互作用起决定性作用,它决定着精细结构分裂的顺序.

在扩展的LondonEyring Polanyi Sato(LEPS)势能面基础上,利用准经典轨线法在碰撞能Ecol=3.67kcal/mol下研究了Cl+CH4→HCl+CH3和Cl+CD4→DCl+CD3反应,在质心系计算得到四个广义极化微分反应截面((PDDCS)(2π/σ)(dσ00/dωt)、(2π/σ)(dσ20/dωt)、(2π/σ)(dσ22+/dωt)、(2π/σ)(dσ21-/dωt)和k-k′-j′三矢量相关的极角分布p(фr)、k-j′两矢量相关的p(θr)分布以及用θr和r表示的产物转动角动量的空间分布.计算结果与有关实验及理论结果符合得很好,讨论了氯与甲烷和重氢甲烷反应的立体动力学同位素效应.

利用密度泛函理论研究了Al12N和Al12B团簇的原子结构和电子性质,通过各种异构体的比较,发现两种掺杂团簇的最低能量结构都是完好的二十面体(Ih)结构,N(B)原子占据在二十面体的中心.高对称性团簇形成稀疏离散的电子态密度和大的电子能隙.在Al-N之间发生较大的电荷转移.因此我们建议把Al12N团簇看作是碱金属超原子,Al12B团簇看作是卤素超原子,用来构造团簇组装固体.

利用基于局域密度近似框架下的第一原理平面波赝势方法, 结合HGH型相对论分析赝势, 对AlB2的晶格参数和弹性常数进行了计算. 结果显示:当晶格参数c和a的比率c/a为1.084时,具有最稳定的几何结构, 与实验值及其他理论得到的计算值相符合.

本文通过作图研究了一维无限深势阱中引入势垒后的能级变化情况.随着双阱势中势垒高度V0的不断增大,相邻的奇宇称能级与偶宇称能级逐渐接近,当V0→∞时,二者相等,能级由原来的非简并变成了简并.文章还讨论了V0可以看成微扰的范围.

利用分子轨道从头算理论和密度泛函理论结合不同理论基组对于N-H...O蓝移氢键进行了详细的研究.利用标准方法和均衡校正方法对二聚体进行了几何优化,振动频率和相互作用能的计算.拓扑学和自然键轨道理论对于蓝移氢键的本质进行分析.自然键轨道(NBO)分析表明,σ*(N-H)轨道上电子密度降低是电子密度重排效应的结果.分子内电子重排、轨道再杂化和电子受体内部结构重组共同作用结果导致了N-H的振动频率大幅蓝移现象的出现.

通过采用预估校正的时域有限差分法求解麦克斯韦-布洛赫方程,我们研究了飞秒激光脉冲在三能级有机分子(4, 4'-二甲氨基二苯乙烯分子)介质中传播时脉冲的频谱演化情况. 在单光子共振情况下,即入射脉冲频率等于1、2能级之间的共振频率,对大面积入射脉冲,由于强的二次激发的作用,电场频谱中出现了在ω32附近振荡的频率成分,ω32是2、3能级之间的共振频率,说明对大面积入射脉冲二能级模型已经失效,需要采用多能级模型来描述分子介质. 在双光子共振情况下,即入射脉冲频率等于1、3能级之间的共振频率的一半,由于介质中放大的自发辐射和四波混频的作用,部分入射脉冲能量转化为高频和低频电场成分的能量,分子介质表现出了很强的光功率限幅特性.

利用离子速度影象技术研究了正一溴丁烷(n-C4H9Br)在231～267 nm波段的光解,得出了如下结论:正一溴丁烷(n-C4H9Br)在231～267 nm波段的吸收源于基态到三个最低激发态的跃迁,这三个激发态标识为1A″、2A′和3A′;发生在这三个排斥态的势能面(PES)上的光解最终导致C4H9+Br(2P3/2)或C4H9+Br*(2P1/2)的产生;2A′和3A′态之间存在避免交叉(Avoided crossing)会影响最终的光解产物;从基态1A′到激发态1A″的跃迁矩垂直于对称面,也就垂直于C-Br键;从基态1A′到激发态3A′的跃迁矩平行于对称面,同时平行于C-Br键;从基态1A′到激发态2A′的跃迁矩在对称面内,且与C-Br键成53.1°夹角.我们也讨论了正一溴丁烷(n-C4H9Br)在234 nm和267 nm附近光解时的避免交叉几率(Avoided crossing probability),以及它对单通道相对产额(Relative fraction of the individual pathways)的影响.