利用同步辐射光源,研究了环戊酮(C5H8O)在真空紫外105～140 nm波段的光电离和光解离过程.通过质谱测量各离子的光电离效率曲线,得到了该分子的垂直电离能及主要碎片离子的出现势.从理论上利用G3方法,计算了母体和中性及离子碎片的结构和能量,估算了各解离通道所需的解离能.结合实验测量值和理论计算值,指认出环戊酮分子可能的光电离解离通.

费米共振相互作用对多原子分子具有相同对称类的近简并振动能级及其光谱产生影响,利用定态微扰理论,分析了五阶近似下费米共振对三个振动能级的影响,应用于CO2分子的(0400),(1200)和(2000)三个近简并能级,计算结果与实验观测值符合较好,并讨论了费米共振对(0400),(1200)和(2000)向(0110)能级跃迁时光谱线强度的影响.

利用Dirac-Slater相对论平均自洽场理论,研究了类氖铁离子Fe16+(1s22s22p6)与自由电子的辐射复合(RR)截面,在分析相对论量子数的取值范围及原子模型等对n壳层RR截面的影响的基础上,给出了n壳层RR截面随自由电子能量变化的一般规律.

应用密度泛函全势线性缀加平面波方法研究了Fe3/Cr3超晶格的电子结构和磁性质.结果表明,这种体系的基态相邻铁原子层间存在铁磁耦合,内禀自旋波波长大约2层厚的长度.

用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对(LiN3)n(n=1～2)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的振动特性、成键特性和电荷布局等性质进行了理论研究.结果表明,LiN3团簇最稳定构型为直线构型;(LiN3)n(n=1～2)团簇中N-N键长在0.1146～0.1203 nm之间,N-Li键长在0.1722～0.1987 nm之间;Li原子的自然电荷在0.708 e～0.907 e之间,N原子的自然电荷在-0.896 e～0.208 e之间.

在相对论多组态Dirac-Fock (MCDF) 理论方法基础上,通过系统考虑量子电动力学 (QED) 效应、Breit相互作用和弛豫效应,详细研究了类锌金离子Au49+的能级结构以及涉及M壳层激发态各种可能的辐射和Auger衰变过程.总结了QED效应和Breit相互作用对类锌金离子Au49+的M壳层激发态能级影响的一般规律.指出了随M壳层洞态的变化,主要的辐射衰变和Auger衰变的退激发特性.计算得到的部分辐射衰变能与已有的实验观测和理论计算结果作了比较,符合的很好.

用全实加关联方法计算了类锂Cr21+离子1s23d-1s2nf(4≤n≤9) 的跃迁能和1s2nf(n≤9)态的精细结构.在类氢近似下估算了对能量的高阶相对论修正.依据量子亏损理论,确定了Rydberg系列1s2nf的量子数亏损.据此可以实现对任意高激发态(n≥10)的能量的可靠预言.计算了Cr21+离子1s23d-1s2nf(4≤n≤9)跃迁的振子强度.与量子亏损理论相结合,得到该离子从1s23d态到电离阈附近高激发束缚态间的偶极跃迁振子强度以及到相应连续态跃迁的振子强度密度,从而将Cr21+离子的这一重要光谱特性的理论预言外推到整个能域.

基于齐次平衡原则和分离变量法的思想,通过两个推广的Riccati方程组和Mathematica软件,求出了变系数(2+1)维Broer-kaup方程的一些精确解,包括各种类孤立波解、类周期解,其中许多解是新的.

本文采用中性介子π0与核子N-反核子(N)强相互作用的Lorentz不变耦合模型,对质子p-反质子(p)在中性介子π0重整化链图传播下的散射微分截面,作了严格解析计算后获得了"精确"理论结果;进而,又对该计算结果与π0树图传播下的微分截面作了对比分析,获得了相关辐射修正的重要结果.这对于深入研究质子p-摊贩质子(p)在高、中、低能区中的弹性碰撞及其描述强相互作用的Lorentz不变耦合模型理论,都将提供某些值得借鉴与参考的理论研究价值.about p

利用密度泛函理论的B3LYP方法在6-31G*的水平上对GanNn(n=2～5)团簇的结构进行优化,得到了GanNn(n=2～5)团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的电子性质、成键特性和极化率进行分析.结果表明,团簇的最稳定结构为平面结构,且存在着N2和N3单元,说明N-N键在团簇的形成过程中起着决定性的作用;能隙间隔为1.776～3.563 eV,表明GanNn(n=2～5)团簇已具有了半导体的性质.

通过引入Negativity概念,研究了含有晶体场相互作用的混合XXZ自旋模型的纠缠特性.讨论了温度T、晶体场相互作用d和各向异性参数Δ对纠缠度的影响.结果表明,温度T影响系统纠缠度的最大值N(ρ)max,温度越低N(ρ)max越大;晶体场相互作用和各向异性作用降低了系统纠缠度的最大值N(ρ)max, 但是却提高了系统出现纠缠时的临界温度和纠缠度最大时的温度Tmax.

基于CDS3C模型,研究了初通道库仑场对低能电子碰撞H(e, 2e)反应三重微分截面(TDCS)的影响,计算了在共面对称几何条件下,两个出射电子相对角取不同固定值时,能量近阈值(E0=30、20和17.6eV)的入射电子碰撞H(e, 2e)反应的TDCS,将其计算结果与3C、DS3C模型所得结果与实验结果进行了比较.结果表明,初通道库仑场对低入射能,两个出射电子相对角较小时的TDCS有一定影响.

基于紧束缚的Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型,利用非绝热的动力学方法,研究了基态简并聚合物中空穴极化子和电子极化子的碰撞过程.研究发现,弱电场下两个极化子碰撞分开再相遇形成孤子对,中等强度电场下它们碰撞分开后成为两个准粒子,强电场下空穴极化子和电子极化子碰撞后直接解离.

本文根据Mie散射理论和低浓度近似下,对在中红外区高折射率半导体材料AlP等做为散射体的类Opal光子晶体的安德森定域化进行了理论研究,发现在浓度为10%,折射率比值大于3.8,无吸收状态下,此类晶体将出现两个定域化区.同时为此类晶体的定域化研究提供了一个比较理想的处理方法.

以多电子精细结构哈密顿的球张量形式为基础,借助不可约张量理论,建立了类硼离子基态精细结构能量的解析表达式.完成了所有角向积分和自旋求和计算,使精细结构能量表示为若干个径向积分之和.在此基础上计算了类硼体系(Z=5～8)基态精细结构能量,计算结果与实验数据符合得较好.

采用中性介子π0与核子N-反核子(N)强相互作用的Lorentz不变耦合模型,对质子P-反质子(p)重整化链图传播下p(p)→2π0反应微分截面作了严格解析计算,获得精确理论结果;并通过将该计算结果与质子P-反质子(P)树图和重整化单圈图传播下p(p)→2π0反应微分截面作对比分析,讨论了相关辐射修正.此研究结果对于Lorentz不变耦合模型理论的深入研究与核物理的深入探索,都将提供理论计算研究方面一定的学术参考价值.the differential cross-section of p

用氢气放电源打靶的方法,测到了系列的谱线.为了鉴别这些谱线,进行了X光机X射线源打靶实验和两种源打靶的对比实验.实验结果表明:在X光机X射线源打靶谱中,除靶材料的特征X射线和两条源谱线外,还存在两种谱线:一种是能量变化的谱线,根据不同衍射角θ和测量角φ的实验结果,及打多晶体靶和非晶体靶的实验事实,表明这种能量变化的谱线是衍射线;另一种是能量恒定不变的谱线.氢气放电源和X光机X射线源打靶谱的对比实验结果表明:两种源打靶谱自洽.这说明和X光机X射线源打靶谱一样,氢气放电源打靶谱中那些能量变化的谱线是衍射线.但两种源打不同材料靶时都出现了同一类能量恒定的未知谱线,这类谱线的来源和特性有待进一步的实验研究.

为了弄清氟与硒相互拮抗作用的动力学特征,了解SeFn(n=0,+1,+2)分子离子基态和激发态势能函数及微观结构、性质的基本信息是必要的.本文采用6-311++G**基组、B3LYP方法对SeFn(n=0,+1,+2)分子离子基态进行了结构优化和频率计算,用TDB3LYP/6-311++G**含时方法对激发态B12Π、B22Π进行了计算,得到SeFn(n=0,+1,+2)分子离子基态和SeF分子激发态B12Π、B22Π的平衡几何结构、电子状态、谐振频率、偶极矩、离解能De等性质,并在计算出来的一系列单点势能基础上,用正规方程组拟合Murrell-Sorbie(M-S)势能函数,得到相应态的解析势能函数,光谱参数Be、αe、ωe、和ωeχe,由此计算对应的光谱参数和力学性质.理论计算值与相关文献值吻合较好,说明用B3LYP(TDB3LYP)/6-311++G**方法计算SeFn(n=0,+1,+2)分子离子基态和激发态微观结构性质是可行的.

研究了Kerr介质中对相干态光场与V型三能级原子依赖强度耦合相互作用的量子统计性质.对Cauchy-Schwartz不等式的研究表明:失谐量不为零(Ω1=Ω2≠0)时两模间的非经典相关程度有所增强,当初始场强ξ一定而两模场光子数差q增大时,场的非经典相关程度加强; q一定而ξ增大时,场的非经典相关程度减弱,Kerr效应使两模场的非经典相关性有所减弱.对二阶相干度的研究表明,第一模总呈现反聚束效应且Kerr效应对其影响相对较小,而第二模则聚束与反聚束效应交替出现, Kerr效应对g(2)22的振荡幅度影响与q的大小有关.

本文采用准经典轨线方法,在LEPS势基础上计算了Ca+CH3I→CaI+CH3在不同碰撞能下的矢量相关计算了质心系中四个广义极化微分反应截面(2π/σ)(dσ00/dωt),(2π/σ)(dσ20/dωt),(2π/σ)(dσ22+/dωt),(2π/σ)(dσ21-/dωt),k-j'两矢量相关的P(θr)分布、k-k'-j'三矢量相关的极角分布P(φr)以及用θr和φr表示的产物转动角动量的空间分布P(θr,φr).

根据Heisenberg对应原理(HCP),在经典极限下厄密算符的量子矩阵元对应经典物理量的Fourier展开系数.将HCP应用到相对论领域的Dirac方程中,对于自由粒子和在匀磁场中的带电粒子,其量子算符的矩阵元在经典极限下对应着相对论物理方程的解.计算表明,在经典极限下量子期望值就是对应经典物理量的时间平均值.

运用一种选择性的近似方法解Hulthen势的薛定谔方程,对于各种本征态的束缚态能量计算到二级近似,并且相应的波函数计算到一级近似.这种微扰方法也可应用于原子物理的其它领域.

本文提出一个基于原子和腔场共振相互作用传送未知原子直积态的腔QED方案,原子和腔场通过J-C哈密顿量发生共振相互作用.在这个方案里,我们只需要用两个原子接受被传送的原子态以及两个单模腔作为量子通道.该方案既不需要贝尔态测量,也不需要任何操作重构纠缠初态,并且传送成功的概率为100%.这个方案也可以推广到传送n个原子的直积态.

利用由R矩阵得到的K矩阵与多通道量子数亏损理论相结合,计算了钙原子4png自电离Rydberg系列的光谱,报道了包括精细结构分辨的4Pjng态的能级位置,分析了各自电离通道的干扰情况.

探讨用紫外可见光分光光度法研究采样在滤膜上的粗颗粒(PM10-2.5)和细颗粒(PM2.5)的光学吸收特性.结果表明:细颗粒质量虽小,但对光的吸收比粗颗粒贡献大,而粗颗粒对某些波长的光吸收特征非常明显.

研究了三量子位和四量子位Heisenberg XY链中的基态纠缠与自旋压缩,给出了纠缠C和自旋压缩参数ξ2的解析表达式.结果表明,当外部磁场B大于某一临界值Bc时,纠缠与自旋压缩等价,即纠缠意味着自旋压缩,反之亦然.对三量子位情形,Bc=J[(4-3γ2)1/2-1];对四量子位情形,Bc可以通过数值方法进行求解.

在标量势和矢量势相等的条件下,严格求解了在广义非对称Hartmann势场中粒子运动的Klein Gordon方程;并利用束缚态边界条件,获得了束缚态能谱表达式和由超几何函数表示出的波函数.

研究了一种偶氮聚合物薄膜的光谱和二阶非线性光学特性.研究结果表明,聚合体中的偶氮发色团以反式异构体形式存在.加热可使分子之间的相互作用减弱,聚集体的聚集程度降低;温度低于70 ℃时聚集体的结构不会发生变化,分子间相互作用的改变能够完全恢复;高于70 ℃降温后聚集体聚集程度的降低不能完全恢复.在一定温度下极化可使发色团偶极子定向有序排列,形成J－聚集体.偶氮聚合物薄膜的二阶非线性光学特性起源于偶极子模型,极化温度是影响极化膜二次谐波强度的重要因素之一,该偶氮聚合物薄膜的最佳极化温度约为90 ℃.

基于相对论多组态Dirac-Fock方法(MCDF方法),详细研究了Xe及类Xe离子的束缚和连续的f轨道波函数的性态,分析了沿等核系列和等电子系列f轨道径向波函数的塌缩现象.在此基础上,进一步讨论了轨道波函数的塌缩导致的强弛豫效应及其对类Xe离子的4d10-4d94f跃迁能和振子强度的影响.

基于密度泛函理论研究了BenNa(n=2～14)团簇的最低能量结构及其电子性质,具体采用的计算方法是B3LYP/6-311G(d).对于每一尺寸的团簇,我们从多个可能构型出发来寻找其最低能量结构.计算结果表明:钠原子易于附着在铍团簇的表面;Be4Na和Be9Na均具有较高的平均结合能及能隙,n=4,9是团簇的幻数;在所有的BenNa(n=2～14)团簇中,钠原子均失去电子;随着团簇尺寸n的增大,团簇内部原子间的相互作用是共价键和金属键共存.

利用包括实散射的闭合轨道理论和分区自洽迭代的计算方法,研究了在标度能量(ε)=-0.03和标度电场(f)=0.01的情况下He(M=1)原子在平行电磁场中的闭合轨道和光吸收的回归谱.与相同条件下的He(M=0)原子的回归谱相比较,由于z轴处的排斥势,减小了原子实短程衍射效应和电子的关联,使谱变得简单,这与实验的结果一致.

利用Monte Carlo(MC)方法模拟研究了薄膜生长的初始阶段岛的形貌和岛的尺寸与基底温度和入射粒子剩余能量之间的关系.模型中考虑了粒子的沉积、吸附粒子的扩散和蒸发等过程.结果表明当基底温度从200K变化到260K时,岛的形貌经历了一个从分散生长逐渐过渡到分形生长的过程,并且在较低温度(200K)下,随入射粒子剩余能量的增加,岛的形貌也经历了同样的变化过程.进一步研究证明,随着基底温度的升高或入射粒子剩余能量的增加,沉积粒子的扩散能力显著增强,从而使岛的形貌发生了改变.

采用第一性原理密度泛函理论,结合平面波赝势和广义梯度近似(GGA)方法计算了多种碳结构在超高压条件下的热力学稳定性及晶体结构性质.计算结果表明,碳结构的质量密度和基态能量与其对称性高低没有很强的依赖关系;在超高压条件下,随着压强的增加,热力学相对稳定的碳结构依次是石墨、金刚石、BC-8和SC碳结构,Clark等人所提出的R8结构并不是一种真正的高压稳定碳结构.

采用建立在Eyring绝对反应速率理论基础上的计算模型,对细胞色素P450 2E1催化下乙醛羟基化反应动力学同位素效应进行了理论研究.计算表明,乙醛羟基化反应的动力学同位素效应大小约为5.0(Wigner量子校正后约为7.0左右),远比烷烃羟基化反应的动力学同位素效应要小的多.这个反应对温度比较敏感,所以反应存在明显的量子隧穿现象.文中还对动力学同位素效应给出了相应的过渡态构型方面的解释.

采用密度泛函方法在6-31G*水平上,对一系列不同链长的低聚呋喃分子在外电场作用下的性质进行了理论计算研究.结果表明电场的引入提高了呋喃分子共轭性,电场的诱导使偶极增加,SCF能量降低和HOMO-LUMO能隙变窄.进一步通过硫原子将呋喃分子与金电极相连接,利用非平衡格林函数方法对其在0.0～2.0 V偏压下电子输运特征进行了研究.讨论链长效应对这些性质的影响.

采用密度泛函理论结合平板周期性模型研究了H原子在δ-Pu(100)面上的吸附行为.方法为广义梯度近似(GGA),同时考虑了自旋极化和无自旋极化两种情况.通过对不同吸附位置的吸附能和平衡几何结构比较发现, 吸附属于较强的化学作用, 心位吸附最稳定,桥位次之,顶位最不稳定.在无自旋极化水平,H原子吸附位距离Pu表面0.063 nm,吸附能-3.16 eV.考虑自旋极化时,H原子位于Pu表面正上方0.060 nm处,吸附能为-2.26 eV.与H配位的Pu原子数目是决定吸附过程的主要因素,配位的Pu原子数目越多,吸附越稳定.Mulliken电荷布局分析表明H和Pu表面的作用主要发生在第一层,另外两层几乎没有影响.H原子在钚表面的吸附造成了钚金属表面功涵的明显增加.

从速率方程出发,从理论上研究了原子多步电离过程中激发和电离激光的功率密度合理配置问题.对典型三步三光子电离过程的计算结果表明:在总泵浦激光功率一定条件下,存在一个最佳的激光功率分配方式,这个最佳激光功率分配对应着最高的原子电离几率.给出的结果与以往从饱和激发条件得出结果有很大不同.这里所采用的方法可以推广到更复杂的原子多步激发电离情形.

采用量子化学中的二阶微扰(MP2)方法,在6-311+G(3df,2p)水平上, 利用Gaussian软件优化反应物,过渡态和生成物的几何结构,在相同水平上对反应物,过渡态和生成物进行了频率分析,同时完成了内禀反应坐标(IRC)分析.进而利用过渡态理论,计算了温度在300K时的H迁移异构化反应的速率常数.研究结果表明, H2S2的构型有两种,分别为:线型和分叉型,其中线型HSSH的能量较低,为稳定结构;平衡常数很小,为2.2×10-20,不利于平衡从线型向分叉型异构体转化,反之,分叉型向线型转化较容易,因此分叉型异构体长时间存在的可能性不大;另外,线型向分叉型异构体转化的活化焓较大为195.09 kJ/mol,反应速率常数较小,仅为4.98×10-22 s-1,因此该异构化反应不易进行,其逆反应较易进行.

为了弄清CuH在镁基合金储氢材料中运用,首先需了解CuHn(n=0、+1、+2)分子及离子体系势能函数和稳定性的信息,本工作用原子分子反应静力学原理推导出了CuHn(n=0、+1、+2)的基态电子状态及其离解极限.基于SDD和6-311G**基组,用B3PW91方法计算了他们的平衡几何、电子状态,在此基础上分别计算了CuH,CuH+1的Murrell-Sorbie解析势能函数和CuH+2的解析势能函数及其对应的力常数、光谱参数.CuHn(n=+1,+2)离子的垂直电离势为: I+ =-965.00 eV, I++=-944.70 eV.计算表明CuH+、CuH2+的势能曲线均具有对应于稳定平衡结构的极小点,说明CuH+、CuH2+可稳定存在 .

采用劈裂-伪谱方法求解激光场中的含时薛定谔方程,探讨飞秒激光脉冲中氢原子波包的演化过程.研究了氢原子激发态的径向分布,角向分布、各态布居和电子云密度随时间的变化关系.在用共振激光脉冲控制氢原子波包演化的过程中径向分布、角向分布、各态布居和电子云密度随时间发生变化,但发现径向分布和角向分布在变化的过程中始终经过一些特殊点,并从理论上分析了存在这些特殊点的原因.

基于考虑含E(S2Tξ-S2Tη) 项的相互作用全哈密顿,利用密度矩阵运动方程,对自由基-三重态对机理的CIDEP强度进行了详细的理论计算.计算结果表明:四重态母体自由基-三重态机理(QP-RTPM)和二重态母体自由基-三重态机理(DP-RTPM)分别使稳定自由基形成发射+发射/吸收(E+E/A)和吸收+吸收/发射(A+A/E)型多重性极化,其中净E(A)极化由零场分裂相互作用产生,超精细相关E/A(A/E)极化由超精细相互作用产生.另外,零场分裂相互作用项E(S2Tξ-S2Tη) ,使稳定自由基的净极化减弱,超精细相关极化加强.

在Cs-H2混合系统中用激光将Cs原子激发到6P3/2能级,研究了CsH分子的形成机制.利用光学吸收法得到6P3/2态的密度及其空间分布,能量合并过程6P3/2+6P3/2→6D+6S1/2产生6D态原子;猝灭过程Cs(6P3/2)+H2(v=0)→Cs(6S1/2)+H2(v=2)产生H2(v=2)态.由6P3/2态原子密度及6D→6P3/2与6P3/2→6S1/2的荧光比得到碰撞能量合并速率系数,在不同的H2密度下,测量了转移荧光强度I895,得到了H2(2,J)态的产生速率系数kH2(2,J)=1.1×10-13 cm3s-1.Cs(6D)+H2和Cs(6P3/2)+H2(v=2)发生碰撞反应可生成CsH分子.通过不同H2密度时CsH分子对X1∑+→A1∑+的跃迁线吸收光强的测量,得到了Cs(6D)+H2→CsH+H和Cs(6P3/2)+H2(v=2)→CsH+H的反应截面分别为(1.2±0.5)×10-17 cm2和(6.5±2.9)×10-19 cm2.