一、极端条件下原子核中对关联的一种处理方法（论文文献综述）
邵森[1]（2021）在《高压下冰及含水矿物结构的第一性原理研究》文中研究指明随着时间演化,地球上的水可以在地表和地球内部不断地循环,对地震、地幔对流等地质活动具有重要的影响。因此,地球内部水循环是学界长期的研究焦点,被美国时域地球列入未来十年（2020-2030）科学愿景。一般而言,在地球内部高压条件下,水通常会以冰相或含水矿物的形式存在。研究高压条件下冰和含水矿物的结构及性质,对于理解水在地球内部的存储形式和循环过程具有重要的科学意义。然而,由于冰及含水矿物包含氢和氧元素,传统的X射线衍射等实验方法在确定这类物质的结构上面临着巨大的挑战。针对以上问题,本文利用课题组自主发展的CALYPSO结构预测方法结合第一性原理计算方法,开展了冰和含水矿物的结构与物性研究,取得了如下创新性成果:1.在低压条件下,利用课题组自主发展的CALYPSO结构预测方法提出了具有笼型嵌套结构、六面体链状结构和双“水六聚体”链状结构等25个新构型冰低压结构。第一性原理计算表明,在0.5～2.0 GPa具有双“水六聚体”单元的P212121结构与实验确定的XV相结构能量接近,为实验合成新构型冰结构提供了理论指导。研究结果为理解地球内部浅层深度（低压条件）冰可能的存在形式提供了理论模型。2.地表水可以通过俯冲板块进入地球内部,而含水矿物是水向地球内部输运的主要载体,寻找在俯冲板块温压条件下稳定存在的含水矿物,是深入理解地球内部水输运的关键。本文利用CALYPSO结构预测方法,预言了铁硅酸盐含水矿物（Fe Si O4H2）的高压相P21/c-l和P21/c-h在小于45 GPa和1450 K可以稳定存在,进而提出了铁硅酸盐含水矿物Fe Si O4H2可能是水向地球内部输运的载体,为水在地球内部的输运过程提供了新途径。3.下地幔区间的储水能力与含水矿物的稳定性密切相关,前期研究发现大部分含水矿物（Mg Si O4H2等）都会在下地幔条件脱水分解。探索在下地幔温压条件存在的含水矿物对理解地球内部水存储具有重要的科学意义。本文利用CALYPSO结构预测方法预言了Ca（OH）2两个高压相P21/c和Pnma,发现其可以在下地幔温压条件稳定存在,因此提出下地幔区间可能存储着更多的水资源,为研究下地幔水存储情况提供了理论指导。
陈达[2]（2021）在《若干高压材料的相稳定性和结构特征研究》文中指出高压材料因其独特的物理化学性质而受到人们的广泛关注。通过调节压力和温度,高压材料的原子和电子结构发生重构,进而导致材料发生金属绝缘体转变（MIT）甚至是超导转变,这对光电材料以及室温超导材料的开发具有重要意义。然而高压材料的结构表征仍然面临根本性的挑战,这严重阻碍了人们对其MIT和超导机制的认识以及新材料的进一步开发。一方面,传统结构表征手段在描述高压材料的结构时具有很多不足:（1）X射线衍射（XRD）不能有效地检测氢原子的位置;（2）中子衍射只能表征较低压力下的结构;（3）红外和拉曼光谱不足以确定材料的原子结构等。另一方面,理论上对相稳定性影响因素的认知不完整也引发了人们对高压材料相图的广泛争议。针对上述问题,本文从新的结构区分手段探索以及相稳定性的影响因素诠释两方面入手,系统地研究了若干高压材料的相稳定性和结构特征。首先,我们研究了高压氢体系的相稳定性和结构特征。非局域电子交换、范德华（vdW）交互作用以及零点振动能的计算结果表明,它们对不同相之间的转变压力影响较大,但对同相的结构区分作用不大。相应地,我们研究了高压氢的介电常数,发现其候选结构的各向异性介电常数大小以及对压力的响应随原子结构的不同而有很大差异,这种差异在第二、三相的候选结构中尤为明显。而且当我们考虑了氢固体的量化原子核波动和热效应时,这些差异依然明显。因此,各向异性介电常数的测量可以作为探测高压氢结构的一种潜在手段。与高压氢体系相似,传统手段也无法有效地表征高压氢化物的精确结构。在此,我们提出利用核磁共振（NMR）光谱来有效地探测其结构。我们研究了H3S和La H10的NMR参数,发现它们的不同候选结构在33S(或139La)位点的电场梯度（EFG）张量显示出显着差异,这表明NMR光谱可以很好地捕获这些结构间的差异,即使是微小的原子位置变化。因此,NMR光谱能够用来有效地探测H3S和La H10的结构和相变。我们的结果阐明了EFG张量参数与原子结构之间的关系,并为高压氢化物的结构探测提供了一种潜在手段。基于在高压氢和高压氢化物体系中vdW作用的大小正相关于结构的金属性质,我们研究了其在过渡金属氧化物（TMOs）的MIT过程中的作用。我们分别计算了两体以及包含长程静电屏蔽效应的vdW能量,发现不同的TMOs体系表现出大小不同的vdW相互作用,这主要与它们的结构有关。与其他TMOs体系不同,长程静电屏蔽稳定了CaFeO3的金属相,这源于其Fe原子位态上反常的C6系数变化。我们的计算表明了vdW力在TMOs的MIT中的重要作用,并为其它TMOs体系的相稳定性研究奠定了基础。
石国柱[3]（2021）在《极端丰质子核26,27P与27S的奇特衰变实验研究》文中认为远离β稳定线奇特核的合成及其性质研究一直处于核物理的前沿领域,它们通常有较大β衰变能和较小的粒子分离能,更多β延迟粒子发射的衰变道被打开,其缓发粒子将成为重要的实验观测量,而近滴线核的奇特衰变研究不仅为核内有效相互作用与基本对称性、核结构及天体核合成等关键问题提供重要的信息,也是人们对原子核稳定存在极限的一种探索。深入研究极端条件下的奇特核结构及其衰变性质不仅有助于检验、修正和发展现有的理论模型还将不断深化对物质微观结构、宇宙演化及元素起源的认识与理解。本论文工作是在中国科学院近代物理研究所放射性束流线（RIBLL）上开展了极端丰质子核26P,27P与27S的β衰变实验,能量为80.6 Me V/u的主束32S16+通过轰击1581μm厚的9Be初级靶发生弹核碎裂反应产生感兴趣的目标核素,碎片及反应产物经RIBLL1在束分离和净化,利用磁刚度–能损–飞行时间（Bρ–ΔE–To F）方法对次级束粒子进行鉴别。在连续束模式下将一定比例目标核注入厚度分别为142μm、40μm和304μm的三块双面硅条探测器（DSSDs）中,以兼顾对带电粒子的低能探测阈值与高能探测效率实现优势互补,并测量随后衰变信号的能量、位置和时间关联信息。在束流上下游分别放置不同厚度的四分硅探测器（QSDs）实现各种重离子、轻粒子以及电子的符合测量,管道外安装五个Clover型的HPGe探测器测量γ射线。同时采用循环酒精冷却、前沿定时甄别、双面硅条探测器的正背面符合等一系列测量技术提高信噪比,实现在高探测效率、低探测能量阈值下对衰变事件的直接精确测量。本次26P实验中,获得了符合已有文献的实验结果,包括半衰期、带电粒子能谱、衰变分支比、log ft、Gamow-Teller跃迁强度、γ射线谱与衰变纲图等。其中给出26P的半衰期43.6±0.3 ms与文献值符合较好。基于p-γ射线符合测量鉴别各种衰变成分,并结合注入硅探测器的26P粒子总数可计算其衰变分支比。对前人工作中部分质子的衰变路径进行重新指认,确认了26Pβ延迟发射的两质子峰1998（2）ke V,4837（7）ke V对应的新初末态能级。首次发现来自26Pβ延迟衰变的能量为4205（11）ke V和7842（6）ke V两个新质子峰。其中能量为7842（6）ke V质子远高于从子核26Si的同位旋相似态（IAS）布居至25Al基态发射的质子能量,确认此峰源于IAS之上的激发能级发射的质子。而基于p-γ符合表明能量为4205（11）ke V质子峰可与1367 ke V的γ射线符合,进而指认它是来自26Pβ延迟质子衰变至24Mg第一激发态[Ex=1369（1）ke V,Jπ=2+]发射的双质子。通过计算子核26Si的激发能发现两个质子峰来自同一激发能级,其激发能为Ex=13357（12）ke V,分支比和log ft值为0.78（5）%和3.78（6）,其log ft值在容许Gamow-Teller跃迁中是非常小的,深入理解强跃迁的来源将具有重要意义。与以往观测布居至到IAS的Fermi延迟双质子发射不同,一种新的衰变模式Gamow-Teller延迟双质子发射被确认。利用多种哈密顿量的壳模型计算结果,新观测的激发态的分支比出乎意料的强。通常情况下单质子发射比双质子发射具有更大的衰变能,实验上却得到比单质子发射大许多的双质发射分支,超强的G-T跃迁概率和大分支比均表明目前的理论可能在全部核区内低估了GT2p发射的概率,将为今后的实验和理论研究带来新的机遇。并合作开展了一些壳模型理论计算,更详细的定量分析正在进行中。本次实验中27P与26P伴随产生,由于27P具有极低的β延迟质子衰变分支以及在低能区较强的β叠加本底,将会对低能质子的信噪比产生不利影响,导致此次实验并未观测到可识别的质子峰。而连续束模式下有足够时间长度扩大拟合范围以准确地进行半衰期拟合,利用指数衰减加常数本底的方式拟合27P衰变时间谱得到比之前文献更精确的半衰期263.1±10.9 ms。并计算了27P与镜像核27Mg相似能级跃迁的δ值,在误差范围内未发现27P与27Mg存在同位旋对称性破缺。同时本论文为研究27S的β2p发射机制开展了双质子角关联的测量工作。在5 Me V以上27S衰变带电粒子谱上发现一个由27P的IAS跃迁至25Al基态的能量为6372（15）ke V,分支比为2.4（5）%的双质子峰,在实验上首次得到了双质子发射的角关联。基于实验结果和Monte Carlo模拟对比,发现27S的β2p发射的主要为级联发射机制。
张若楠[4]（2021）在《不同空位浓度及掺杂条件下的氧化锌能态结构研究》文中提出随着移动电子设备及物联网的飞速发展及广泛应用,用于数据存储的存储器有巨大的应用前景,但也面临着严峻的挑战。阻变存储器是非易失性存储器中极具代表性的一种,有望取代现下应用最广的闪存。氧化锌（ZnO）被誉为最有潜力的电阻存储材料,其阻变层导电细丝的形成和断裂控制数据写入和擦除。导电细丝的形成伴随着晶体结构及原子迁移势垒的变化。本文通过构建原子级的理论计算模型,采用以密度泛函理论为基础的第一性原理计算方法,对含有不同空位缺陷和元素掺杂两种条件下的ZnO材料能态结构进行研究。首先,建立ZnO单胞计算模型、两种浓度的氧空位缺陷模型及锌空位缺陷模型,通过计算能带、态密度、电子局域函数,发现含Zn空位的ZnO体系能隙值增大,性能有向导电性不好的绝缘材料变化的趋势;带有O空位缺陷ZnO体系是N型半导体,能隙值增大,费米能级附近电子态密度数减小,导电性逐渐下降。接着,研究掺入杂质元素对ZnO体系的影响,分别建立Ag替Zn位及Ag替O位的掺杂ZnO计算模型。通过仿真计算,发现掺入金属Ag元素之后,体系在价带顶附近出现杂质能级,使ZnO的能隙值减小,Ag替O位时的能隙值比替Zn位时减小的更多;在费米能级上的取值增大,导电性逐渐上升,但随掺Ag浓度增大到一定值,导电性有劣化的趋势。研究表明,一定浓度O空位缺陷及一定浓度Ag掺杂有利于ZnO材料中导电细丝的形成,可以提升ZnO基的阻变器件的性能。研究结果为ZnO基阻变存储器的性能提升提供一定理论指导。
周少渊[5]（2021）在《组合QM/MM方法在计算脱羧反应的溶剂效应及水溶液和蛋白中二硫键交换反应机理中的应用》文中提出有机羧酸的脱羧广泛应用于石油、化工、生物等领域。在近几十年中,脱羧反应机制已经成为有机化学研究的热点。在有机化学的降解和合成过程中,以及在生物化学的酶促反应过程中脱羧反应频繁发生,以及使用脱羧反应来说明溶液中反应动力学的基本原理,足以说明脱羧反应的重要性。有机化学家们很早就意识到了脱羧的价值,并将其作为分子降解和合成的标准方法。同时,物理化学家们研究了溶液中有机酸的脱羧速率,并将结果用于单分子反应理论,结合有机方法和物理方法来阐明热脱羧的机理。实验方面已经有了大量的关于脱羧反应热力学和动力学机理的数据,然而微观方面,不同溶剂和反应条件对脱羧机制的影响以及机理的物理本质则需要理论计算化学家们的辅助。通过理论计算探究影响脱羧反应及其逆反应-二氧化碳捕集速率的取代基效应,溶剂效应和酶效应等,有助于实验化学家们摸索出促进脱羧反应的实验条件,材料化学家们设计新型的用于温室气体捕集的材料,以及酶化学家们揭示酶催化机制。二硫键的形成对无序蛋白的正确折叠起着重要的作用,不正确配对的半胱氨酸会导致分泌蛋白的非原生态折叠,导致生物功能紊乱。因此有必要研究酶中的二硫键形成乃至正确折叠的机制。二硫键形成主要的机制是去质子的半胱氨酸和二硫键的交换,该反应是“非典型”的SN2机制。为了氧化分泌蛋白中的二硫键,使其正确折叠,原核细胞主要靠Dsb蛋白协同完成整个循环,真核细胞主要靠PDI蛋白协同完成。其中,原核细胞中,各Dsb蛋白合作密切,氧化路径负责无选择性的引入二硫键,异构化路径负责纠错,分别传输到最终电子受体。该细胞体中二硫键的传递已经被研究了很多年,机理已经较为明确,由于细胞体之间的很多机制类似,研究该机理有助于对真核细胞中二硫键传递机理的理解。1.双精度QM/MM模拟探究水溶液中的脱羧反应及伴随的溶剂效应二氧化碳的捕集,对应于有机酸脱羧反应的逆反应,二氧化碳的重组过程。该过程在气相中通常是无能垒的,在非质子溶剂中的能垒相对较低。然而,水溶液会诱导出很高的二氧化碳重组能垒,且由于脱羧产物碳负离子的强碱性,在水溶液中极易质子化。溶质的固有反应性和溶质-溶剂相互作用在决定整个脱羧反应的平衡和反应自由能垒方面都起着关键的作用。了解这些因素之间的相互作用,对于设计应用于温室气体捕集与封存的新型材料,以及揭示一系列羧酸酶在生物体内催化二氧化碳的排放机制具有重要意义。本文通过双精度的组合QM/MM模拟,研究了一系列速率常数数值范围跨越近30个数量级的有机脱羧反应,以阐明水溶液中溶剂诱导的自由能垒以及脱羧反应逆反应-羧化反应的内在机制。2.脱羧反应及其逆反应-二氧化碳的捕集过程在二甲基甲酰胺有机溶剂和水溶液中溶剂效应的差异在水溶液中,生物脱羧反应不可逆的进行,而逆向的羧化反应通常由ATP的水解提供动力。最近报道的环取代的芳香乙酸盐与在极性非质子溶剂中跟同位素标记的CO2发生羧化交换,反应途径的分配跟水溶液中相比,发生了巨大的变化。然而,几乎没有碳负离子质子化以及捕集二氧化碳的热力学和动力学能垒相关的实验数据。我们采用组合QM/MM方法,研究了一系列有机羧酸盐化合物在水溶液中和在二甲基甲酰胺有机溶剂中的脱羧反应,揭示了溶液中脱羧反应的逆反应-羧化反应的能垒完全是由溶剂效应引起的。我们还发现了这些离子脱羧反应速率与反应的Gibbs自由能之间存在线性的Bell-Evans-Polanyi关系,相比水溶液Bell线性关系更小的截距表明DMF中更小的溶剂诱导的自由能垒。DMF溶剂中碳负离子质子化具有较大的自由能垒,对比脱羧反应的逆反应-碳负离子跟二氧化碳的极低的重组能垒,使得碳负离子更倾向于可逆的跟溶剂中同位素标记的CO2重组。在脱羧和羧化反应过程中,理解碳负离子的稳定性和溶质-溶剂相互作用的关系,对设计新型的CO2捕集材料是很有帮助的。3.深入研究硫醇盐/二硫化物模型交换反应以期应用于生物蛋白二硫键的形成对无序蛋白的正确折叠起着重要的作用。通过理论计算深入的探究这一反应的机理是十分必要的。寻找一种高效,精确的描述蛋白质中涉及硫醇/二硫键交换反应的方法是很有必要的。我们致力于基于半经验的QM/MM筛选出这样的方法来完成其在蛋白质中硫醇-二硫键交换反应机理模拟中的应用。通过构建气相的最小能量路径来验证密度泛函以及SCC-DFTB3的性能。气相中的最小能量路径（MEP）证明了该反应以加成-消除的机理进行。我们根据QM（CCSD（T））计算的分子间相互作用能优化了QM（DFTB3）/MM中QM原子的范德华参数,并将这些新的参数用于溶液相的模拟中。在溶液中,二硫键的交换反应机理由气相的加成-消除机理转变为SN2机理,自由能垒为10kcal/mol。在QM（M11-L/6-31g（d））/MM势下计算的自由能垒为14kcal/mol,且根据气相MEP的能量误差修正后为10.9kcal/mol。因此,QM（DFTB3）/MM势结合优化的范德华参数对硫醇-二硫键的计算可信,可用于蛋白中涉及硫醇/二硫键交换反应机理的研究。4.DsbB氧化DsbA的机理研究DsbA是硫氧化还原蛋白家族中氧化性最强的周质蛋白。在不断的氧化进入周质中的分泌蛋白后自身被还原。为了维持整个氧化还原系统的平衡,DsbA需要被重新氧化,从而恢复其活性。DsbB是一个嵌膜蛋白,它通过两个周质环上的两对半胱氨酸配合完成DsbA的重新氧化。基于实验上提出的两种可能的机理,从分子间二硫键键连的二元复合物结晶结构开始,我们分别对两种情况进行了研究。对于快反应,要释放氧化态的DsbA,埋没在蛋白中的Cys33需要去质子才可激活。通过分析模拟轨迹,我们发现Cys33上的质子需要通过水桥传递到附近Glu24的羧基氧上后才能亲核进攻Cys30-Cys104。整个反应的自由能垒约为15.6kcal/mol,去质子的过程是快反应的决速步骤。对于慢反应,游离的Cys130需要接近Cys41-Cys44后再进攻,此过程的能垒约为12kcal/mol。
周文豪[6]（2021）在《QCD手征相变及相图的研究》文中指出物理是一门研究物质性质的科学,其中高能原子核物理是研究尺度大约在1fm左右的科学。两个原子核经过极端高能量的加速进行碰撞,让核物质可以达到极端高温、高密等极端的状态,理论物理学家预言在此状态会存在一种新的称之为夸克胶子等离子体（Quark Gluon Plasma,QGP）的物质状态。在2000年前后,美国纽约布鲁克海文实验室下属的相对论重离子对撞机（Relativistic Heavy Ion Collider,RHIC）对可能的QGP的信号进行了测量,证实了这种物质状态的存在性,另外包括欧洲核子中心（the European Organization for Nuclear Research,CERN）下属的大型强子对撞机（Large Hadron Collider,LHC）和同样位于欧洲的正在建造中的反质子和离子研究装置（Facility for Antiproton and Ion Research,FAIR）也在或将要精确测量QGP的一些性质。在这样极端的物质状态下,要想研究其性质也变得异常棘手,物理学家一方面提出了很多可能存在的QGP的性质,另一方面实验物理学家提出各种各样的观测量来验证这些猜想。由于实验上很难测得核反应末态各个粒子的坐标信息,一般我们通过粒子的动量信息来分析,例如通过各向异性流来分析粒子动量空间的集体行为等。物理学家发现在QGP中,粒子手征相变后,旁观者粒子的运动产生了极强的电磁场,若此刻左右手征粒子数不相同,那么就会产生沿着磁场方向的净电流,此现象被称之为手征磁效应（Chiral Magnetic Effect,CME）。CME存在一个名为手征分离效应（Chiral Separation Effect,CSE）的对偶效应。CME和CSE相互作用下,会引起一种被称作手征磁波（Chiral Magnetic Wave,CMW）的集体激发。通常认为磁场在沿着垂直于反应平面的方向最大,也即在这个方向上手征磁效应所产生的净电流最大,因而提出了很多可以用来判定磁场方向存在净电流和电荷分离的观测量,RHIC的STAR合作组和LHC的ALICE合作组分别在Au+Au@200Ge V的系统和Pb+Pb@2.76Te V系统中观测到了电荷分离的信号。大多数观测量只能判定是否在垂直于反应平面的方向发生电荷分离,但是也有很多所谓的背景可以产生类似的效果,例如横平面的动量守恒（Transverse Momentum Conservation,TMC）、中性共振态粒子的衰变和局域电荷守恒（Local Charge Conservation,LCC）等。LHC的CMS合作组在小系统中也观测到了类似的信号,然而通常在此系统中应不存在QGP相,这给实验观测带来了挑战。这方面对实验的测量有不同的解读,因此还存在不少争议。因为背景的存在,需要该领域的科学家,一方面提出更好的对于背景不敏感的观测量,另一方面可以设计不同的碰撞实验,例如U+U这种形变核的碰撞,以及近些年正在进行的同量异位素（核子数相同,质子数不同）实验。另一个比较热门的领域是探究强子-夸克相变中可能存在的相变临界点的信号。很多理论计算表明,在高化学势区域内,从强子气体过渡到QGP的过程或者其逆过程不是一个平滑的转变过程,而是存在一阶相变。另一方面格点QCD理论的计算结果表明,在低化学势的区域相变是连续平滑的相变。那么在连续相变和一阶相变之间可能就存在一个过渡点,也即相变临界点（Critical End Point,CEP）。为了寻找该相变点,实验上同样也提出了很多物理观测量,其一是通过诸如净电荷、净重子数和净奇异数等守恒荷的涨落来研究,这方面可通过探究守恒荷的高阶矩的乘积或比值来完成。在理论模型方面,这些高阶矩的乘积或者比值可以和磁化率的比值产生一一对应的关系。为此,STAR提出了能量扫描的实验来寻找相变临界点。在理论计算方面,由于所探究的问题是多体问题,并且格点QCD理论在高化学势的区域存在费米符号的问题,因此基于有效QCD理论及其平均场近似来研究相图成为一种行之有效的方法。另一方面,由于相对论重离子碰撞是复杂的动力学过程,因而很多输运模型和流体力学模型被提出,本文主要基于输运模型探究QGP性质。本论文研究的内容主要分如下两个方面,其一为在周期性边界条件的箱体系中模拟手征磁效应和与其相关的效应,其二是通过将Polyakov-looped Nambu-Jona-Lasinio（pNJL）模型引入到多相输运模型（A Multiphase Transport,AMPT）当中来探究QGP相变现象。本文分为如下两部分进行阐述。一、首先我们从半经典的方法推导了自旋运动学方程（Spin Equation of Motion,SEOM）和手征运动学方程（Chiral Equation of Motion,CEOM）,并且从较简单的密度分布研究了手征磁波效应,从CMW方程求解出了对应的密度演化分布。我们建立了一个箱中粒子模型,它是一个具有循环边界条件的体系,在此体系中粒子数和四动量都是守恒的。我们首先探讨了在箱体系中,粒子分别满足SEOM和CEOM情况下的动力学行为。我们发现在CEOM的体系中,对于小动量粒子的运算会出现异常的现象,需要对这部分粒子做动量截断,另外两套EOM得到的沿外磁场方向的净电流大小都小于理论得出的结果,其中SEOM要小于CEOM下的结果。在变磁场的情况下,CEOM输运模拟中的电流对于磁场的变化响应很快,而SEOM输运模拟中会存在一个弛豫过程。进一步我们探究了箱体系中CMW的演化行为,通过给定一个简单的初态,引入沿磁场方向左右手征粒子数的一个正弦形式的分布,发现该分布会随着时间沿磁场方向运动。我们通过拟合该密度分布演化形式可以得到CMW的相速度和扩散系数,发现在两个EOM输运模拟中,相速度对于约化剪切粘滞系数的依赖不太明显,而扩散系数随着约化剪切粘滞系数的增大而增大,相速度和扩散系数都随着温度的增大而减小,CEOM中的相速度要高于SEOM中的相速度,SEOM和CEOM中的扩散系数随磁场的变化趋势也不相同。我们还探究了电四极矩随时间的演化,两个EOM中,电四极矩都随着磁场的增大而演化加快,并且最大值也越大,温度越低演化速度越快,但相应的衰减也越快。变磁场的情况下也存在类似电流的变化,由于SEOM中存在弛豫过程,致使SEOM中的电四极矩存在时间也较CEOM中的长。以上为手征对称性恢复的部分子相输运模拟研究。二、我们将pNJL模型引入到AMPT模型中用以描述部分子演化过程,并且设置了有限大小的矢量相互作用,可以使得正反夸克受到不同的矢量相互作用,另一方面可以利用相同的模型进行热力学计算,得到部分子的相图信息和相变临界点的位置。为了能让AMPT初态部分子的分布能够达到（p）NJL模型中的分布,我们采用了碰撞选择的方法,并且改进了碰撞模型,引入随机碰撞方法,使得碰撞数更为精确。另外在原先的AMPT模型基础上还引入了强子平均场和同时考虑坐标空间和动量空间的夸克组合模型。我们探究了部分子相和强子相中心区域粒子密度的演化,以及通过热力学结果拟合得到部分子的相图径迹。我们发现NJL或pNJL拓展的AMPT模型对正反介子、正反质子和正反介子的动量谱和RHIC-BES实验的数据都符合得较好。NJL模型中在动量截断以上的粒子不受到平均场的作用,pNJL模型中的粒子无此限制。并且pNJL模型中有Polyakov圈的贡献,使得pNJL模型中部分子冻出时间比NJL模型晚,促使在相同的冻出条件下,pNJL模型中的部分子可以受到更久的矢量势的作用。综合上述两个方面原因,pNJL模型部分子的椭圆流劈裂要比NJL模型中的大,尤其是s和（?）夸克的结果。在经过强子化和强子平均场演化后,pNJL拓展的AMPT模型末态强子椭圆流劈裂也要比NJL中的大。为了更好地拟合实验上椭圆流劈裂的数据,NJL和pNJL模型都需要在低碰撞能量下拥有大的矢量耦合系数,在高碰撞能量下拥有较小的矢量耦合系数。以上为有效QCD相图的研究。
孟召仓[7]（2021）在《MAX相材料Ti3AlC2中辐照缺陷的第一性原理研究》文中研究指明人们对能源需求的持续增长以及日益严重的环境问题迫切要求人类加强对化石燃料之外新型能源的研发。由于受控核聚变的诸多好处,它被认为是未来能源的重点发展方向。然而,聚变堆中强辐照环境引发的辐照损伤问题是对结构材料的重大考验。一方面,由高能中子入射引发的原子级联碰撞会使得材料晶格原子发生离位现象;另一方面,由高能中子在材料中诱发的杂质氢（H）和氦（He）很容易被离位效应产生的晶体缺陷所捕获,形成氢泡或者氦泡。这些缺陷最终会导致材料出现脆化、肿胀,以及蠕变等,使得材料的使用寿命大大缩短。因此,核聚变的实现将十分依赖于材料在强辐射场中的行为。Ti3AlC2以其优异的性能被认为是未来核反应堆高温结构材料的候选之一。本文结合小型中子源（Compact Materials Irradiation Facility,CMIF）在运行过程中出现的背板材料辐照损伤问题,研究了Ti3AlC2作为背板材料以及样品时原子离位概率（displacement per atom,DPA）的空间分布,并且基于第一性原理计算,从原子尺度重点研究了辐照下Ti3AlC2固体中的本征点缺陷和杂质原子在材料内部的占位情况,杂质与空位之间的相互作用以及团簇的演化等。通过对Ti3AlC2中的本征点缺陷的研究,发现Al单空位(VAl)、Al双空位(2VAl-Al)和Al-C双空位(2VAl-C)是所有空位中最容易形成的。多个空位之间的束缚很弱,空位的形成是一个相对独立的过程。另外,所有的自间隙原子都倾向于迁移到Al平面附近。对于反位缺陷,其他原子占据Al原子位置时往往对应着较低的形成能,这些都说明Al平面是Ti3AlC2结构中较为活泼的区域,容易受到辐照缺陷的影响。通过探究H-m V（m=0,1,2）团簇的稳定构型,从而来评估H原子的能量有利位置。在预先存在VAl或者2VAl-Al空位的情况下,H原子在空位附近的四面体间隙位(Itetr-2)最稳定,但是在2VAl-C空位下,H原子易于占据八面体间隙位(Ioct-4)。另外,被初始Al空位俘获的H团簇能够促进空位的形成,并且倾向于在Al平面内形成板状泡;被初始C空位俘获的H原子则更有可能在层间生成球状泡。空位作为一个捕获中心,通过提供最佳的H嵌入等值电荷密度面来诱导H原子在其内表面偏析。相比于单空位,双空位具有更强的H捕获能力,其中2VAl-Al和2VAl-C能够分别捕获7个和6个氢原子。然而,He-2VAl-Al团簇只能捕获4个H原子形成H-He杂化泡,He杂质能够有效抑制H原子的进一步聚集。另一方面,对杂质氧原子与氢/氦/空位等辐照缺陷之间的相互作用进行了研究。首先讨论了氧原子在不同缺陷中的形成能和占据情况,结果表明:在Ti3AlC2的完美晶胞中,氧原子优先占据六面体间隙位(Ihex-1),而在预先存在空位的情况下,氧原子倾向于占据空位附近的四面体间隙位(Itetr-2)。C空位的出现大大降低了氧原子的形成能,使得氧原子更易于占据C空位的中心。接着研究了Ti3AlC2中O/H团簇的捕获过程。相比于H/He杂质原子,空位能够捕获更多的氧原子,其中VAl和2VAl-Al分别能够捕获15个和18个氧原子。同时,氧也能促进空位的形成。另一方面,O原子能够和材料中Al原子结合,在其表面形成致密的Al2O3保护层,抑制材料内部的进一步氧化。此外,氢-氧之间表现为斥力相互作用,而氦-氧之间则表现为强烈的吸引作用。因此O对H团簇的形成有抑制作用,但是O可以束缚更多的He原子形成大量的He泡。O杂质大大降低了空位对H原子的捕获能力,同时O和He具有协同作用,能共同抑制H团簇的聚集。本论文的研究结果为Ti3AlC2在辐照和高温氧化环境下的行为提供了原子尺度的微观解释,这些都为更高尺度的模拟研究提供了必需的物理参数,进而评估Ti3AlC2作为聚变堆结构材料的性能,以便更好地设计基于MAX相的结构材料。
施晨钟[8]（2021）在《基于扩展的量子分子动力学模型对核-核碰撞中直接光子产生及轻核中α-团簇结构的研究》文中认为团簇核的研究一直是核物理领域一个十分重要的课题,但在重离子核反应中,强子会受周边核物质的剧烈影响从而导致原有的结构信息丢失。相比于传统强子观测量,光子有不参与强相互作用的优点,所以能够更有效地携带核反应的真实信息。本文旨在利用光子的这一性质,以其为探针开展了对原子核的α结团现象的研究。扩展的量子分子动力学模型（EQMD）是现今研究α-团簇核核反应的主要微观输运模型之一。本论文的第一个工作即是将韧致辐射反应道（pn→pn）成功地引入到了该模型中。但与大部分量子分子动力学（QMD）输运模型不同的是,在EQMD模型框架中,其考虑了动态波包自由度,该自由度对动能的贡献亦被包括在系统的总能量（即哈密顿量期望值）之中。虽然这样的设计是EQMD模型能够成功模拟α-团簇核的原因之一,但也给本来已经比较成熟的韧致辐射反应道的添加增加了不小的难度。在EQMD模型中,传统的两体散射处理方式将极大地低估韧致过程中直接光子的产率及“硬度”。所以,我们从EQMD模型自身的哈密顿量出发,给出了一种自洽的解决方案,能够将动态波包以及零点动能项对动能的贡献也包括到EQMD模型的两体碰撞过程之中,从而极大地改善了韧致辐射的模拟结果。在本工作中,我们利用改进后的EQMD模型模拟了束流能量分别为/=20,30,40 Me V的准对称核反应系统14N+12C。结果显示,无论是直接光子产额,还是其能谱的反斜率以及实验室系下光子角分布情况都可以很好地再现实验结果。除此之外,我们还模拟了束流能量为/=53 Me V的非对称核反应体系4He+C和4He+Zn。结果表明,无论是核子-核子质心系（N-N）下的直接光子角分布,还是直接光子能谱的反斜率,又或者是直接光子“发射源”速度都可以很好地得到重现。由此,我们通过韧致辐射反应道的添加重新认识了EQMD模型的两体散射过程;反过来,改进后的EQMD模型,又可以成功地对韧致辐射过程进行合理的描述。原子核的α结团现象是目前核物理研究的重要问题,也是EQMD模型被重点应用的研究领域。在第二个工作中,我们利用直接光子不参与强相互作用这一特性,通过光子“集体流”这一探针,有效地研究了核反应中具有不同初态几何构型的α-团簇核的几何效应。借助改进后的EQMD模型,我们成功地重现了束流能量为/=44 Me V的核反应系统86Kr+12C的直接光子能谱结果。在此基础之上,我们比较了三角构型和球形构型12C的直接光子能谱和角分布,发现这两个量之间的差异会随着出射光子能量的增加而变大,但总体而言差异并不会很明显;接着,我们仿照核物质中集体运动的概念,重点对比了这两种不同构型初态核于核反应中出射的直接光子的集体流。我们发现,对于不同的初态构型,直接光子的直接流和椭圆流都会出现明显的差别。除此以外,我们还对比了末态自由质子的结果。由于自由质子的发射机制和光子不同,以及其会受到周边核物质的强烈影响,所以在这个非对称的反应体系中,其直接流和椭圆流的图像都出现了明显的扭曲。当我们将预平衡阶段参与到韧致辐射过程中的核子重新提取出来之后,这种扭曲又极大程度地缓解了。另外,通过这些预平衡阶段提取出来的核子,我们知道对于这个核反应体系而言,平均场的吸引相互作用还是起主导地位的。在排除末态核物质的影响之后,早前确立的自由质子与直接光子集体流之间的反关联关系就再次成立了。所以,直接光子是研究核反应早期物理以及原子核的α结团现象的一种极佳手段。
晏一珺[9]（2021）在《核物质中质子-质子、中子-中子及质子-中子Cooper对的共存性研究》文中研究指明对关联与原子核的形变,转动惯量,晕核结构,及核子质量奇偶差密切相关。在天体核物理中,对关联对于理解中子星物理相关过程,包括冷却,周期跃变,r-模不稳定性及其引力波辐射都至关重要。因为有同位旋自由度,核子间的对关联有中子-中子、质子-质子、中子-质子三种,当前对于核子对关联的研究只考虑了单一配对的情况,但它们是否可以共存以及共存会有什么影响,是非常有意义的问题。另外,强磁场中的自旋三重态的中子配对是一个与之相似的物理系统,探究三种自旋取向的Cooper对是否可以共存,以及配对会对自旋极化产生什么影响,可以帮助我们理解磁化中子星的磁场来源。我们借助依赖于密度的有效点相互作用势描述非对称核物质中的三种cooper对,使用BCS能隙方程计算了它们在不同环境和条件下的能隙和在费米面附近能级的配对概率。之前的理论计算中,有限核和核物质中np对的能隙不统一,由于多体问题的复杂性,核子对的有效对力尚不清楚,因此我们人为地调整np对的对力强度,以获取定性的结论。同时,为了解nn和pp对的存在对np对的影响,我们也考虑了单一配对的情况,比较同样条件下相同物理量的计算结果。结果表明这三种cooper对在非对称核物质中可以共存,np对需要对力强度比nn和pp对大才能存在,对力强度大很多时,nn和pp对的存在于np对是有益的,但如果对力强度相近,np对就会被nn和pp对压制。我们用相似的方法研究了强磁场中的纯中子物质中的自旋三重态配对。结果显示,由于对力强度上没有优势,在纯中子物质中n↑n↓不能存在,自旋朝上和朝下的中子各自配对。n↑n↑对的能隙与磁场强度呈正相关,n↓n↓对的能隙与磁场强度呈负相关。当磁场增加到一定强度,自旋向下的中子即不存在。超流态的形成对中子极化有促进作用。中子cooper对虽然会在一定程度上表现出类玻色子的行为,但并不会在较小的磁场作用下,全部凝聚在n↑n↑的态上并规律排列,叠加形成很大的磁矩,从而产生很大的诱导磁场,因此超流态中的中子极化不是中子星主要的磁场来源。
张峥[10]（2021）在《事故容错燃料碳化硅包壳氧化行为的理论研究》文中进行了进一步梳理碳化硅（SiC）被广泛地认为是一种极具潜力的事故容错燃料包壳材料,它被考虑用在下一代核反应堆中。相关的研究表明氧化是碳化硅材料在高温环境下发生功能失效的主要原因。因此,探明碳化硅在不同条件下的氧化机理对碳化硅包壳材料的研发和设计工作具有重要意义。本文以核工程领域常见的3C-SiC和6H-SiC为研究对象,借助密度泛函理论计算、经典分子动力学模拟以及从头算分子动力学等方法系统地研究了这两种碳化硅在抗辐照损伤和抗氧化性能方面的差异,并对这些差异背后的深层物理机制进行了详细的研究。通过对3C-SiC和6H-SiC进行相关模拟计算,发现:（1）3C-SiC表面的抗辐照损伤能力要强于6H-SiC的抗辐照损伤能力。以硅原子作为终止原子的3C-SiC表面的抗辐照损伤性能要强于以碳原子作为终止原子的3C-SiC表面,而以硅原子作为终止原子的6H-SiC表面的抗辐照性能要弱于以碳原子作为终止原子的6H-SiC表面。另外,碳原子替位取代硅原子提高了 3C-SiC的弹性模量、材料脆性以及导热性能。（2）6H-SiC的抗氧化性能优于3C-SiC的抗氧化性能,6H-SiC表面在初始氧化阶段倾向于生成SiO2,而3C-SiC表面倾向于生成CO、CO2和SiO等气态氧化物。氧分子吸附于SiC表面会自发解离为两个氧原子,并且氧分子更倾向于吸附于以硅原子作为终止原子的SiC表面,即以硅原子作为终止原子的SiC表面更容易被氧化。水分子吸附于SiC表面会部分解离为羟基和氢原子,羟基不易继续解离为氧原子和氢原子,同时氢原子在SiC表面上结合形成氢分子也较为困难。吸附能的变化表明辐照缺陷改变了氧分子和水分子在SiC表面上的稳定性和初始氧化物种类,也就是说辐照缺陷改变了 SiC表面的抗氧化性能,但是辐照缺陷没有改变氧分子和水分子在SiC表面上自发解离的这种特性。（3）水蒸汽加快了 SiC表面的氧化速率。从头算分子动力学模拟表明在SiC表面上水分子解离生成的氢原子与氧分子解离生成的氧原子结合形成新的羟基,正是这些羟基促进了 SiC表面的快速氧化。
二、极端条件下原子核中对关联的一种处理方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、极端条件下原子核中对关联的一种处理方法（论文提纲范文）
（1）高压下冰及含水矿物结构的第一性原理研究（论文提纲范文）
| 指导教师对博士论文的评阅意见 |
| 指导小组对博士论文的评阅意见 |
| 答辩决议书 |
| 论文提要 |
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高压科学研究 |
| 1.2 地球内部的温压条件与成分 |
| 1.3 水及含水矿物的研究现状 |
| 1.3.1 高压下冰的研究现状 |
| 1.3.2 高压下含水矿物的研究现状 |
| 1.4 论文选题的目的和研究意义 |
| 第二章 基本理论和计算方法 |
| 2.1 Schrodinger方程 |
| 2.2 Born-Oppenheimer近似 |
| 2.3 密度泛函理论 |
| 2.3.1 Hohenberg-Kohn密度泛函理论 |
| 2.3.2 Kohn-Sham密度泛函理论 |
| 2.3.3 交换关联泛函 |
| 2.4 赝势方法 |
| 2.5 晶体结构预测方法 |
| 2.5.1 晶体结构预测的目的及困难 |
| 2.5.2 群体智能算法介绍 |
| 2.5.3 CALYPSO方法及软件 |
| 第三章 低压下冰的结构研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 计算细节 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高压下含水矿物FeSiO_4H_2和MgSiO_4H_2的结构研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 研究方法 |
| 4.3 研究结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 深地幔条件下可以稳定存在的含水矿物Ca(OH)_2 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 研究方法 |
| 5.3 研究结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 部分S1,S6 和S7冰结构信息 |
| B FeSiO_4H_2的结构信息 |
| C Ca(OH)_2的结构信息 |
| 作者简介 |
| 攻读研究生期间公开发表的论文 |
| 致谢 |
（2）若干高压材料的相稳定性和结构特征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 高压氢的相稳定性和结构特征研究 |
| 1.1.1 高压氢的实验研究 |
| 1.1.2 高压氢的理论研究 |
| 1.2 高压氢化物的相稳定性和结构特征研究 |
| 1.2.1 高压氢化物的实验研究 |
| 1.2.2 高压氢化物的理论研究 |
| 1.3 过渡金属氧化物的相稳定性和结构特征研究 |
| 1.3.1 过渡金属氧化物的实验研究 |
| 1.3.2 过渡金属氧化物的理论研究 |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 第2章 理论基础 |
| 2.1 绝热近似 |
| 2.2 Hartree-Fock近似 |
| 2.3 密度泛函理论 |
| 2.3.1 Thomas-Fermi模型 |
| 2.3.2 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.3.3 Kohn-Sham方程 |
| 2.3.4 局域密度近似 |
| 2.3.5 广义梯度近似 |
| 2.4 杂化泛函 |
| 2.5 Hubbard U模型 |
| 2.6 范德华相互作用 |
| 2.6.1 TS两体色散修正 |
| 2.6.2 SCS两体色散修正 |
| 2.6.3 MBD多体色散修正 |
| 2.7 CASTEP模块 |
| 第3章 通过介电常数有效区分高压氢的结构 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 通过核磁共振光谱有效区分高压氢化物的结构 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算方法与核磁共振光谱原理 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 范德华力在过渡金属氧化物金属绝缘体转变中的作用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表和待发表的论文 |
| 致谢 |
（3）极端丰质子核26,27P与27S的奇特衰变实验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 放射性核束物理的发展及意义 |
| 1.2 奇特核的衰变 |
| 1.3 β衰变的特性 |
| 1.3.1 β衰变的基础知识 |
| 1.3.2 β延迟质子发射 |
| 1.3.3 同位旋对称性破缺 |
| 1.3.4 注入-衰变法 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 相关核素的研究综述 |
| 2.1 ~(26)Pβ衰变研究 |
| 2.1.1 M.D.Cable的研究(1982) |
| 2.1.2 J.Honkanen的研究(1983) |
| 2.1.3 M.D.Cable的研究(1984) |
| 2.1.4 J.C.Thomas的研究(2004) |
| 2.1.5 D.Perez-Loureiro的研究(2016) |
| 2.1.6 RIBLL合作组的研究(2020) |
| 2.2 ~(27)Pβ衰变研究 |
| 2.2.1 J.Aysto的研究(1985) |
| 2.2.2 T.J.Ognibene的研究(1996) |
| 2.2.3 Y.Togano的研究(2011) |
| 2.2.4 E.McCleskey的研究(2016) |
| 2.3 ~(27)Sβ衰变研究 |
| 2.3.1 V.Borrel的研究(1991) |
| 2.3.2 G.Canchel的研究(2001) |
| 2.3.3 （？）.Janiak的研究(2017) |
| 2.3.4 RIBLL合作组的研究(2020) |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 实验装置与探测器刻度 |
| 3.1 兰州放射性束流线(RIBLL) |
| 3.1.1 装置综述 |
| 3.1.2 结构和特点 |
| 3.1.3 RIB的粒子鉴别 |
| 3.2 探测器阵列 |
| 3.3 电子学设置与数据获取系统 |
| 3.4 HPGe探测器的刻度 |
| 3.4.1 能量刻度 |
| 3.4.2 探测效率刻度 |
| 3.5 硅探测器的刻度 |
| 3.5.1 低增益信号的刻度 |
| 3.5.2 高增益信号的刻度 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 ~(26)P数据分析与结果 |
| 4.1 次级束离子的鉴别 |
| 4.2 衰变时间谱 |
| 4.3 带电粒子能谱 |
| 4.4 衰变分支比 |
| 4.5 γ射线谱 |
| 4.6 衰变纲图 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 ~(27)P的数据分析与结果 |
| 5.1 次级束离子鉴别 |
| 5.2 衰变时间谱 |
| 5.3 带电粒子能谱 |
| 5.4 γ射线谱 |
| 5.5 同位旋非对称性参数的计算 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 ~(27)S数据分析与结果 |
| 6.1 带电粒子能谱 |
| 6.2 双质子发射角关联的计算 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（4）不同空位浓度及掺杂条件下的氧化锌能态结构研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 RRAM概述 |
| 1.2.2 RRAM阻变机制 |
| 1.2.3 RRAM性能优化 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 基于第一性原理的能态结构计算方法 |
| 2.1 Born-Oppenheimer 近似与 Hartree-Fock 近似 |
| 2.2 密度泛函理论 |
| 2.3 交换关联泛函 |
| 3 不同空位浓度ZnO能态结构计算 |
| 3.1 理论模型和计算方法 |
| 3.1.1 理论模型 |
| 3.1.2 计算方法 |
| 3.2 计算结果及分析 |
| 3.2.1 结构变化 |
| 3.2.2 能带结构分析 |
| 3.2.3 电子态密度结构分析 |
| 3.2.4 电子局域函数图分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 Ag掺杂ZnO能态结构计算 |
| 4.1 理论模型和计算方法 |
| 4.1.1 理论模型 |
| 4.1.2 计算方法 |
| 4.2 计算结果及分析 |
| 4.2.1 能带结构分析 |
| 4.2.2 电子态密度结构分析 |
| 4.2.3 电子局域函数图分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（5）组合QM/MM方法在计算脱羧反应的溶剂效应及水溶液和蛋白中二硫键交换反应机理中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 脱羧反应 |
| 1.2.1 脱羧反应的机理 |
| 1.2.1.1 热化学脱羧 |
| 1.2.1.2 光催化脱羧 |
| 1.2.1.3 酶催化脱羧 |
| 1.2.1.4 一些常见的有机酸脱羧反应 |
| 1.3 二硫键交换反应 |
| 1.3.1 二硫键的形成 |
| 1.3.1.1 硫醇/二硫键交换反应 |
| 1.3.1.2 氧化剂和氧化化学 |
| 1.3.2 酶催化硫醇氧化反应 |
| 1.3.2.1 蛋白异构化酶(PDI) |
| 1.3.2.2 含醌的酶 |
| 1.3.2.2.1 DsbB |
| 1.3.2.2.2 VKOR |
| 1.3.2.3 含黄素的酶 |
| 1.3.3 生物体系中的氧化折叠 |
| 1.3.3.1 细菌周质中的氧化折叠 |
| 1.3.3.2 内质网中的氧化折叠 |
| 1.4 本论文的研究内容和意义 |
| 第2章 理论基础及计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 能量的计算 |
| 2.2.1 量子力学基础 |
| 2.2.1.1 绝热和Born-Oppenheimer近似 |
| 2.2.1.2 轨道概念的引入 |
| 2.2.1.3 Slater行列式以及分子轨道的计算 |
| 2.2.1.4 Hartree-Fock方程和基组 |
| 2.2.1.5 电子相关方法,密度泛函理论方法以及半经验方法 |
| 2.2.2 分子力场 |
| 2.2.2.1 键伸缩能 |
| 2.2.2.2 角度弯曲能 |
| 2.2.2.3 二面角扭转能 |
| 2.2.2.4 平面外扭转项和交叉项 |
| 2.2.2.5 非键相互作用能 |
| 2.2.2.5.1 静电相互作用能 |
| 2.2.2.5.2 范德华相互作用能 |
| 2.2.2.6 力场参数化 |
| 2.3 势能面和自由能面 |
| 2.3.1 能量最小化 |
| 2.3.2 过渡态和反应路径 |
| 2.3.3 分子动力学模拟 |
| 2.3.3.1 周期性边界条件 |
| 2.3.3.2 L-J势函数的截断 |
| 2.3.3.3 长程静电势的计算 |
| 2.4 自由能的计算 |
| 2.4.1 自由能差的计算 |
| 2.4.1.1 热力学微扰 |
| 2.4.1.2 热力学积分和“缓慢增长”法 |
| 2.4.1.3 平均力势和伞形抽样 |
| 2.4.2 组合QM/MM方法 |
| 2.4.3 过渡态理论和速率常数 |
| 2.4.4 Bell-Evans-Polanyi原理/Hammond假设/Marcus理论 |
| 第3章 双精度QM/MM模拟探究水溶液中脱羧反应自由能垒的溶剂诱导效应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.2.1 双精度的QM/MM |
| 3.2.2 QM/MM相互作用能的验证 |
| 3.2.3 溶剂极化能的能量分解分析 |
| 3.3 计算细节 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 对脱羧反应的双精度能量矫正 |
| 3.4.2 通过双分子络合物的构建用以描述QM/MM相互作用能 |
| 3.4.3 脱羧反应的平均力势和自由能 |
| 3.4.4 自由能的线性关系以及相互作用能的分解。 |
| 3.4.5 径向分布函数 |
| 3.5 .本章小结 |
| 第4章 二甲基甲酰胺和水中的脱羧及其逆反应-二氧化碳的捕集过程自由能垒的内在机制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算方法和计算细节 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 深入研究水溶液中的硫醇/二硫键交换反应 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 计算方法和计算细节 |
| 5.2.1 气相的MEP |
| 5.2.2 分子间相互作用能 |
| 5.2.3 QM/MM势和自由能的计算 |
| 5.3 计算结果和讨论 |
| 5.3.1 气相MEP |
| 5.3.2 分子间相互作用能 |
| 5.3.3 平均力势的计算 |
| 5.3.4 三个硫和水中氢间的径向分布函数 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 DsbB氧化DsbA的机理研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.1.1 大肠杆菌中的氧化和异构化机理 |
| 6.1.2 DsbA和 DsbB的结构特点 |
| 6.1.3 DsbB-DsbA的氧化机制 |
| 6.2 计算方法和计算细节 |
| 6.2.1 模拟体系的搭建 |
| 6.2.2 分子动力学模拟参数 |
| 6.2.3 自由能的模拟 |
| 6.3 结果和讨论 |
| 6.3.1 快反应 |
| 6.3.2 慢反应 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 博士期间发表论文情况 |
| 致谢 |
（6）QCD手征相变及相图的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号列表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 重离子物理简介 |
| 1.3 重离子碰撞中的流 |
| 1.4 手征反常效应简介 |
| 1.4.1 手征磁效应和手征分离效应 |
| 1.4.2 手征磁波 |
| 1.4.3 实验上的观测结果 |
| 1.5 QCD相图 |
| 1.6 本文简介 |
| 第2章 手征反常效应的研究 |
| 2.1 手征磁效应 |
| 2.1.1 半经典手征运动学方程推导 |
| 2.2 手征磁波 |
| 2.3 箱中粒子模拟 |
| 2.3.1 箱中粒子模型 |
| 2.3.2 散射过程 |
| 2.4 结果和讨论 |
| 2.4.1 手征磁场效应和手征分离效应 |
| 2.4.2 手征磁波 |
| 2.4.3 电四极矩 |
| 第3章 有效QCD相图输运模拟的研究 |
| 3.1 NJL模型 |
| 3.2 pNJL模型 |
| 3.3 平均场演化方程 |
| 3.4 AMPT模型 |
| 3.5 箱中粒子的计算 |
| 3.6 平均场拓展的AMPT模型中的模拟 |
| 第4章 总结和展望 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 展望 |
| 附录A |
| A.1 SEOM中碰撞后的自旋抽样 |
| A.2 约化剪切粘滞系数 |
| A.3 理论碰撞数 |
| A.4 重离子碰撞中的椭圆流的计算 |
| A.5 平均场近似 |
| 参考文献 |
| 作者攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（7）MAX相材料Ti3AlC2中辐照缺陷的第一性原理研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 核聚变能及其应用 |
| 1.1.1 核聚变能简介 |
| 1.1.2 核聚变能的发展 |
| 1.2 核聚变材料辐照研究 |
| 1.2.1 聚变堆材料面临的挑战 |
| 1.2.2 聚变材料辐照装置研究进展 |
| 1.2.3 紧凑型氘铍中子源辐照装置 |
| 1.3 材料辐照损伤的微观机理 |
| 1.3.1 晶体缺陷概况 |
| 1.3.2 辐照缺陷演变过程 |
| 1.3.3 材料的多尺度模拟方法 |
| 1.4 MAX相材料Ti_3AlC_2介绍 |
| 1.5 本论文主要工作 |
| 第2章 理论方法 |
| 2.1 近似方法 |
| 2.1.1 玻恩-奥本海默近似 |
| 2.1.2 Hartree-Fock近似 |
| 2.2 密度泛函理论 |
| 2.2.1 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.2.2 Kohn-Sham方程 |
| 2.2.3 交换关联泛函 |
| 2.2.4 自洽计算 |
| 2.3 赝势平面波方法 |
| 2.3.1 平面波基组 |
| 2.3.2 赝势 |
| 2.4 VASP软件介绍 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 Ti_3AlC_2中子辐照损伤及本征缺陷研究 |
| 3.1 CMIF背板中的辐照损伤问题 |
| 3.1.1 辐照损伤计算原理 |
| 3.1.2 背板的辐照损伤 |
| 3.1.3 样品的辐照损伤 |
| 3.2 Ti_3AlC_2本征缺陷的微观机理研究 |
| 3.2.1 物理模型与计算方法 |
| 3.2.2 Ti_3AlC_2中的空位缺陷 |
| 3.2.3 自间隙原子 |
| 3.2.4 Ti_3AlC_2中的反位缺陷 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 Ti_3AlC_2中氢/氦杂质原子的行为 |
| 4.1 计算方法 |
| 4.2 单个H/He原子在Ti_3AlC_2间隙位处的占位 |
| 4.3 空位与H/He杂质之间的相互作用 |
| 4.3.1 氢和空位之间的相互作用 |
| 4.3.2 氢在双空位下的俘获行为 |
| 4.3.3 氢和氦的协同相互作用 |
| 4.4 复合团簇及氢泡的形成机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 Ti_3AlC_2中杂质氧和辐照缺陷的相互作用 |
| 5.1 计算方法 |
| 5.2 单个氧原子在Ti_3AlC_2间隙位处的占位 |
| 5.3 氧原子与Ti_3AlC_2中空位的相互作用 |
| 5.3.1 氧原子在不同空位团簇中的占位 |
| 5.3.2 氧原子在不同空位下的俘获过程 |
| 5.4 氧和辐照缺陷之间的相互作用 |
| 5.4.1 氧和氢/氦杂质之间的相互作用 |
| 5.4.2 氢原子在空位-氧复合团簇中的俘获行为 |
| 5.4.3 氧原子浓度对辐照缺陷的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要工作与总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的论文及研究成果 |
（8）基于扩展的量子分子动力学模型对核-核碰撞中直接光子产生及轻核中α-团簇结构的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号列表 |
| 第1章 引言 |
| 第2章 模型介绍 |
| 2.1 量子分子动力学(QMD)类型的输运模型简介 |
| 2.1.1 动力学方程 |
| 2.1.2 有效相互作用 |
| 2.1.3 初始化 |
| 2.1.4 两体碰撞 |
| 2.2 扩展的量子分子动力学(EQMD)模型介绍 |
| 2.2.1 动力学方程 |
| 2.2.2 有效相互作用 |
| 2.2.3 摩擦冷却 |
| 2.2.4 两体碰撞 |
| 2.2.5 EQMD模型的基态性质及应用 |
| 2.3 小结 |
| 第3章 韧致辐射及动态波包问题处理 |
| 3.1 硬光子的一般描述 |
| 3.2 韧致辐射过程描述 |
| 3.2.1 基本反应截面 |
| 3.2.2 时间选则 |
| 3.3 韧致辐射中的动态波包问题 |
| 3.3.1 问题的出现 |
| 3.3.2 可能的原因分析 |
| 3.3.3 单次p-n碰撞的检验 |
| 3.4 EQMD模型的修正 |
| 3.4.1 核子动量的重新提取 |
| 3.4.2 泡利阻塞 |
| 3.5 计算结果和讨论 |
| 3.5.1 准对称系统 |
| 3.5.2 非对称系统及发射源速度 |
| 3.6 研究过程中一些其他方法 |
| 3.7 小结 |
| 第4章 团簇结构及直接光子各向异性流 |
| 4.1 团簇结构 |
| 4.1.1 团簇结构简介 |
| 4.1.2 EQMD中的团簇结构 |
| 4.2 直接光子模拟 |
| 4.3 光子的集体流行为 |
| 4.3.1 集体流简介 |
| 4.3.2 集体流的计算 |
| 4.4 计算结果和讨论 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（9）核物质中质子-质子、中子-中子及质子-中子Cooper对的共存性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 核物质的超流性研究概述 |
| 1.2 影响核物质超流性的因素 |
| 1.2.1 介质效应 |
| 1.2.2 非对称度的影响 |
| 1.2.3 nn,pp,np三种Cooper对的竞争 |
| 第2章 扩展的BCS理论 |
| 2.1 通常的BCS方程 |
| 2.2 不对称称情况下的两成分的BCS方程 |
| 2.3 扩展的BCS方程 |
| 第3章 非对称核物质中质子对、中子对及质子—中子对的共存性探究 |
| 3.1 核多体系统中质子—中子对能隙的存在之迷 |
| 3.2 中子—中子、质子—质子及中子—质子Cooper对共存时的BCS方程 |
| 3.3 计算结果 |
| 3.3.1 能隙与非对称度的关联 |
| 3.3.2 对力强度对共存的影响 |
| 3.3.3 对力强度对配对概率的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 强磁场中的自旋三重态的中子Cooper对的自旋取向研究 |
| 4.1 中子星的磁场环境 |
| 4.2 强磁场中纯中子物质的的BCS方程 |
| 4.3 计算结果 |
| 4.3.1 n_↑n_↑、n_↓n_↓和n_↑n_↓对的共存问题 |
| 4.3.2 不同Cooper对组合的自由能 |
| 4.3.3 强磁场下的极化问题 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 附录A 基础知识 |
| A.1 Nambu-Gorkov传播子 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）事故容错燃料碳化硅包壳氧化行为的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 核能发电的历史 |
| 1.2 核燃料包壳材料发展 |
| 1.2.1 锆基合金核燃料包壳 |
| 1.2.2 镍基合金核燃料包壳 |
| 1.2.3 不锈钢核燃料包壳 |
| 1.2.4 钼基合金核燃料包壳 |
| 1.3 碳化硅包壳材料研究现状 |
| 1.3.1 碳化硅在核领域应用 |
| 1.3.2 碳化硅包壳在氧气条件下的氧化行为 |
| 1.3.3 碳化硅包壳在水蒸汽条件下的氧化行为 |
| 1.3.4 辐照缺陷对碳化硅氧化行为的影响 |
| 1.4 本文的主要意义和研究内容 |
| 1.4.1 本文主要研究意义 |
| 1.4.2 本文主要研究内容 |
| 第2章 研究理论及方法简介 |
| 2.1 量子力学基础 |
| 2.1.1 第一性原理计算 |
| 2.1.2 多粒子体系中的Schrodinger方程 |
| 2.1.3 波恩-奥本海默近似 |
| 2.1.4 哈特里-福克近似 |
| 2.2 密度泛函理论 |
| 2.2.1 托马斯-费米模型 |
| 2.2.2 霍恩伯格-科恩定理 |
| 2.2.3 沈吕九方程 |
| 2.3 常见的交换关联能泛函 |
| 2.3.1 局域密度近似 |
| 2.3.2 广义梯度近似 |
| 2.3.3 杂化密度泛函 |
| 2.4 布洛赫定理 |
| 2.4.1 布洛赫定理 |
| 2.4.2 布里渊区k点的选取 |
| 2.5 赝势方法 |
| 2.6 密度泛函理论计算流程与VASP软件介绍 |
| 2.6.1 密度泛函理论计算流程 |
| 2.6.2 VASP软件简介 |
| 2.7 分子动力学模拟 |
| 2.7.1 分子动力学模拟的基本原理 |
| 2.7.2 系综简介 |
| 2.7.3 势函数简介 |
| 2.8 从头算分子动力学模拟 |
| 2.9 小结 |
| 第3章 碳化硅包壳材料的辐照损伤行为 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 碳化硅中辐照缺陷的形成能 |
| 3.2.1 计算方法和模型 |
| 3.2.2 6H-SiC表面上的辐照缺陷 |
| 3.2.3 3C-SiC低指数表面上的辐照缺陷 |
| 3.2.4 小结 |
| 3.3 反位取代对3C-SiC物理性能的影响 |
| 3.3.1 研究模型与方法 |
| 3.3.2 3C-Si_(1-x)C的晶格常数和密度 |
| 3.3.3 3C-Si_(1-x)C的形成能和结合能 |
| 3.3.4 3C-Si_(1-x)C的机械性能 |
| 3.3.5 3C-Si_(1-x)C的热力学性能 |
| 3.3.6 小结 |
| 3.4 碳化硅辐照损伤分子动力学模拟 |
| 3.4.1 研究模型及方法 |
| 3.4.2 3C-SiC中的辐照缺陷 |
| 3.4.3 4H-SiC中的辐照缺陷 |
| 3.4.4 6H-SiC中的辐照缺陷 |
| 3.4.5 小结 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 氧气和水分子与碳化硅间的相互作用 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 氧气在6H-SiC (0001)和(0001)面上的吸附 |
| 4.2.1 研究方法及模型 |
| 4.2.2 氧分子在6H-SiC (0001)和(0001)面上的吸附结构 |
| 4.2.3 氧分子在6H-SiC (0001)和(0001)面上的吸附能 |
| 4.2.4 小结 |
| 4.3 氧气在3C-SiC低指数面上的吸附 |
| 4.3.1 研究模型及方法 |
| 4.3.2 氧分子在3C-SiC C-(100)面上的吸附 |
| 4.3.3 氧分子在3C-SiC Si-(100)面上的吸附 |
| 4.3.4 氧分子在3C-SiC(110)面上的吸附 |
| 4.3.5 氧分子在3C-SiC (111)面上的吸附 |
| 4.3.6 氧分子在3C-SiC(111)面上的吸附 |
| 4.3.7 氧分子在3C-SiC低指数面上的吸附机理 |
| 4.3.8 小结 |
| 4.4 氧原子在6H-SiC (0001)和(0001)面上的吸附 |
| 4.4.1 研究模型与方法 |
| 4.4.2 氧原子在6H-SiC (0001)和(0001)面上的吸附 |
| 4.4.3 氧原子在6H-SiC (0001)和(0001)面上的扩散 |
| 4.4.4 小结 |
| 4.5 氧原子在3C-SiC低指数面上的吸附 |
| 4.5.1 计算模型与方法 |
| 4.5.2 氧原子在3C-SiC低指数面上的吸附 |
| 4.5.3 氧原子在3C-SiC(110)面上的扩散 |
| 4.5.4 小结 |
| 4.6 碳化硅表面氧化物的形成 |
| 4.6.1 计算模型与方法 |
| 4.6.2 不同氧化物在碳化硅表面上的形成能 |
| 4.6.3 小结 |
| 4.7 水分子与6H-SiC (0001)和(0001)面的相互作用 |
| 4.7.1 计算模型与方法 |
| 4.7.2 水分子在6H-SiC (0001)和(0001)面上的吸附 |
| 4.7.3 水分子在6H-SiC (0001)和(0001)面上的解离和扩散 |
| 4.7.4 小结 |
| 4.8 水分子在3C-SiC低指数面上的吸附 |
| 4.8.1 研究模型与方法 |
| 4.8.2 水分子在3C-SiC低指数面上的吸附 |
| 4.8.3 小结 |
| 4.9 小结 |
| 第5章 氧气/水蒸汽下碳化硅的反应动力学过程模拟 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 6H-SiC在氧气/水蒸汽下的从头算分子动力学模拟 |
| 5.2.1 研究模型与方法 |
| 5.2.2 6H-SiC (0001)表面在氧气/水蒸汽下的从头算分子动力学模拟 |
| 5.2.3 6H-SiC(0001)表面在氧气/水蒸汽下的从头算分子动力学模拟 |
| 5.2.4 小结 |
| 5.3 3C-SiC(110)表面在氧气/水蒸汽下的从头算分子动力学模拟 |
| 5.3.1 研究模型与方法 |
| 5.3.2 3C-SiC(110)表面在氧气/水蒸汽下的从头算分子动力学模拟 |
| 5.3.3 小结 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、极端条件下原子核中对关联的一种处理方法（论文参考文献）
- [1]高压下冰及含水矿物结构的第一性原理研究[D]. 邵森. 吉林大学, 2021(01)
- [2]若干高压材料的相稳定性和结构特征研究[D]. 陈达. 吉林大学, 2021(01)
- [3]极端丰质子核26,27P与27S的奇特衰变实验研究[D]. 石国柱. 兰州大学, 2021(01)
- [4]不同空位浓度及掺杂条件下的氧化锌能态结构研究[D]. 张若楠. 西安理工大学, 2021(01)
- [5]组合QM/MM方法在计算脱羧反应的溶剂效应及水溶液和蛋白中二硫键交换反应机理中的应用[D]. 周少渊. 吉林大学, 2021(01)
- [6]QCD手征相变及相图的研究[D]. 周文豪. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2021(01)
- [7]MAX相材料Ti3AlC2中辐照缺陷的第一性原理研究[D]. 孟召仓. 兰州大学, 2021(09)
- [8]基于扩展的量子分子动力学模型对核-核碰撞中直接光子产生及轻核中α-团簇结构的研究[D]. 施晨钟. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2021(01)
- [9]核物质中质子-质子、中子-中子及质子-中子Cooper对的共存性研究[D]. 晏一珺. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2021(01)
- [10]事故容错燃料碳化硅包壳氧化行为的理论研究[D]. 张峥. 华北电力大学(北京), 2021(01)