两端联有铁磁电极的双量子点进动自旋系统的自旋极化输运

运用Keldysh方程,Dyson方程以及运动方程研究了两个进动自旋量子点系统中的自旋极化输运性质。研究发现:局域自旋在外磁场中的倾斜角只能影响态密度峰的高低,而不能影响态密度的峰位,态密度的峰位只由自旋交换作用强度与两个量子点之间的耦合强度决定,并且态密度峰是出现在ω=-J-t,-J+t,J-t,J+t四个位置上。     

量子点功能化与电化学生物传感

量子点材料由其优异的光电学性质,无论在基础研究还是在实际应用方面都具有重要的价值。与传统的荧光探针相比,量子点的激发光谱宽且连续分布,发射光谱呈对称性且宽度较窄。颜色可调。量子点的这些特性使其广泛应用在生物分析中。该文近期在量子点的组装、功能化和电化学生物传感方面开展了一些研究。     

氢键连接的石墨烯纳米片之间界面传热的分子模拟研究

石墨烯的高热导率使其成为导热复合材料中重要的填料,然而填料间的界面热阻极大地阻碍 了填料间的热传输。对石墨烯边缘进行官能化可以在石墨烯边缘界面间引入共价键或氢键连接,以取 代范德瓦尔斯(Van Der Waals)相互作用连接,从而有望增强界面热传导。该文系统研究了边缘化学吸 附—COOH 的石墨烯片间界面传热性质,探讨了石墨烯片间距离以及官能化密度对于界面热阻的影 响。研究表明,随着两片石墨烯边缘间距减小,边缘化学吸附—COOH 的石墨烯片间界面热导逐渐收 敛于5×108 W/(m2·K)附近。这相比于 H 边缘官能化的石墨烯片间界面热导提高了一个数量级。界面 热导随着官能化密度的提高显示出非线性单调提升。进一步的研究显示,官能化密度与石墨烯边缘界 面间距存在协同效应,官能化密度的增加提高了界面间的相互作用,减小了石墨烯边缘界间距,从而 增强了界面热导。该研究结果可为氢键对于石墨烯填料界面传热调控提供重要参考。     

木犀草素清除自由基活性的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)的方法,分别从静态和动态两大方面分析了黄酮类化合物木犀草素分子不同酚羟基清除自由基活性的大小。分别从该化合物的结构参数、酚羟基(O-H)解离能、半醌式自由基电子的自旋密度分布、前线轨道相关性质分析了其性质与分子活性位的关系,深入解析了木犀草素分子上不同酚羟基清除·OH的反应历程,在UB3LYP/6-311G(d,p)水平下,优化得到了该分子C5、C7位酚羟基与·OH发生抽氢反应的过渡态结构。结果表明,C4’位O-H BDE最小,自旋密度分布最为均匀,·OH可以无需克服能垒直接夺取该位酚羟基H生成自由基和水,该位酚羟基最易失去H,抗氧化活性最大,C5位酚羟基与·OH发生抽氢反应所需要克服的能垒最大,该位酚羟基活性最小。     

新制石墨烯三明治垂直结构器件助力高温度探测研究

正中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所与中科院物理研究所的一个联合研究小组,最近研制了一种新的不对称的磁性电极石墨烯三明治垂直结构器件。其新奇之处在于它具有水平和垂直通道,实现了在较高温度条件下观察到弱局域化和电子-电子相互作用,并得出电子-电子相互作用为主要的退相干机制。此外,在采用磁场平行器件样品时,研究人员还观察到了自旋阀效应。这些发现对于在较高温度研究电子关联和自旋输运具有重要意义。     

基于高通量计算平台的晶体表面切割设计与实现

在进行晶体表面性质的理论研究时,周期性薄膜 (slab) 结构模型用在基于密度泛函理论的第一性原理计算中,用来模拟表面体系结构。本文详细描述了如何从一个晶体结构切割出指定晶面的周期性薄膜结构模型的算法,特别的,该算法能够为所切表面指定裸露原子。MatCloud 材料计算平台是一个国内自主研发的高通量材料计算平台,基于 MatCloud 平台,我们开发了晶体表面切割模块,实现了对晶体的低密勒指数表面建模。并将该模块与高通量表面吸附模块进行集成,为自动寻找所有可能的表面活性位点,以及不同吸附位点的晶体结构的高通量筛选和性质计算提供了初始模型。     

叶栅纹影试验图像增强及流场密度处理探讨

叶栅纹影图像的背景噪声和流场结构信息接近,给识别流场结构和获取定量信息带来了困难。采用加权L₀梯度平滑和伪彩色技术,提高纹影图像中关键流场结构的识别度。并探讨了通过标定纹影图像灰度与光线偏移量（刀口切割量）的函数关系,反演试验流场中的密度分布。研究结果表明,采用上述方法获得的流场纹影图像质量良好,叶栅通道内激波、尾迹和膨胀波的分辨率高,流场信息可读性强。验证了纹影图像及密度处理程序的可行性,但流场密度的准确测量需要在试验件加工装配、试验前光学调校和图像灰度标定等多方面开展细致的准备工作。     

四氢萘微观结构的量子化学研究

为了研究氢化芳烃的微观结构,进一步认识和理解氢化芳烃在催化裂化过程中的反应特性。以四氢萘为模型化合物,利用基于密度泛函理论的量子化学从头计算方法,对四氢萘的几何结构和电子结构进行了系统研究,得到了四氢萘不同位置C-H键和C-C键的键长、键级、键能以及电子云密度、前线轨道分布等微观结构信息。发现四氢萘结构具有轴对称特性,苯环上的C-C键和C-H键要远比环烷环的C-C键和C-H键稳定。由于受苯环的影响,会使得其环烷环上不同位置的C-C键的键长、键级和键能均具有明显差异,也导致环烷环上不同位置C-H键的键长、键级和键能有较明显的差异,具体表现为:对C-C键而言,与苯环相连的C-C键的键长较短,键级较高,键能也明显较高,而苯环β位C-C键的键能则明显较低;对C-H键而言,与苯环β位环烷碳原子上的C-H键相比,苯环α位环烷碳原子上的C-H键的键能明显较低。电子云分布计算结果能够较好地给出的这些C-C键和C-H键结构特征差异的原因。前线轨道计算结果表明,在催化裂化过程中,苯环α位环烷碳原子上的C-H键和β位C-C键较易受到催化剂酸性中心的进攻,是酸催化反应的位点。这些计算结果对于认识与理解氢化芳烃的反应特性具有一定的基础性理论意义。     

氯化铁卟啉和氯化四苯基铁卟啉的密度泛函量子化学计算研究

用密度泛函B3LYP／STO-3G^＊和B3LYP／6-311＋（2d,2p）量子化学计算方法对两个铁卟啉分子FePCl和Fe（TPP）Cl进行了几何结构优化和单点计算研究,根据计算结果对这两个铁卟啉分子的结构、电荷密度和自旋密度分布做了详细分析,数据表明有部分自旋密度由Fe原子向卟啉环转移,同时有部分电子由卟啉环向Fe原子迁移。对它们的分子轨道结构也做了详细的讨论,根据计算的相关数据和分子轨道特征分析了铁卟啉活性中心的性质并讨论了其催化活化分子O2的机理,为氯化铁卟啉活化氧催化相关有机分子氧化反应机理研究提供了理论基础。     

融合量子干涉信息的双重特征文本表示模型

在信息检索领域,量子干涉理论已应用于文档相关性、次序效应等核心问题的研究中,旨在建模用户认知引起的类量子干涉现象.文中从语言理解的需求出发,利用量子理论的数学工具分析语义组合过程中存在的语义演化现象,提出融合量子干涉信息的双重特征文本表示模型(Quantum Interference Based Duet-Feature Text Representation Model, QDTM).模型以约化密度矩阵为语言表示的核心组件,有效建模维度级别的语义干涉信息.在此基础上,构建捕获全局特征信息与局部特征信息的模型结构,满足语言理解过程中不同粒度的语义特征需求.在文本分类数据集和问答数据集上的实验表明,QDTM的性能优于量子启发的语言模型和神经网络文本匹配模型.     

合成CuO纳米线ZnO量子点的异质结形态控制

探索了不同的生长时间、生长温度、气体和水分条件对采用热蒸发法生长CuO纳米线在成型、长度、致密度和直径等方面的影响。简单分析了CuO纳米线的生长过程、生长机理,并进一步研究了在CuO上生长ZuO量子点。通过改变实验条件,研究在不同温度、分解时间、乙酸锌浓度对ZuO量子点外形的影响。研究发现,生长温度会在一定范围内影响CuO纳米带的直径和致密度,时间会影响纳米线的长度。此外,在不同条件下可生成不同形状的ZnO纳米颗粒。这些参数条件对量子点的成核、生长和迁移有着至关重要的影响。     

氧原子在δ-Pu(111)表面的吸附结构和电子态

采用周期性密度泛函理论研究氧原子在δ-Pu(111)表面的吸附行为,方法为广义梯度近似(GGA),考虑了自旋极化和自旋限制不同情况.结果表明O在δ-Pu(111)面的吸附属于较强的化学作用,吸附稳定性为心式1≈心式2>桥式>顶位.2种心式位的吸附能和平衡结构几乎没有差别,化学吸附能为-6.153 eV(自旋极化)和-7.454 eV(自旋限制),O都距离表面0.131 nm.与O配位的Pu原子数目是决定化学吸附过程的主要因素,配位的数目越多,化学成键越稳定.Mulliken电荷布局分析表明,Pu和O的作用主要发生在第1层,另外2层没有影响.O原子的吸附使钚金属表面功涵增加.O的吸附为较强的离子键作用,电子相互作用主要为O2p与Pu5f、Pu7s、Pu6d杂化轨道相互作用.     

电场作用下金属串配合物[Cr_3(dpza)_4L_2](L=Cl,NCS)的结构

用UBP86方法研究了金属串配合物[Cr_3(dpza)_4Cl_2](1)和[Cr_3(dpza)_4(NCS)_2](2)在外电场作用下的几何和电子结构的变化规律。发现随电场增大,高电势端的Cr-Cl和Cr-N键增长,而低电势端的Cr-Cl和Cr-N键缩短。轴向配体L的负电荷由低电势端向高电势端转移,1中原子的自旋密度变化很小,2中低电势端的Cr原子和L的自旋密度变化较明显。随电场增大,分子能量下降,偶极矩呈线性增大:HOMO和HOMO-1轨道能升高且轨道分布移向低电势端,相反,LUMO轨道能减小且轨道分布移向高电势端,使HOMO-LUMO能隙减小,有利于金属链的导电性。电场对2的上述结构和性质的影响尤为显著。     

基于空间邻近的点目标聚类方法

空间聚类是空间数据挖掘和知识发现领域的主要研究方向之一,但点目标空间分布密度的不均匀、分布形状的多样化,以及"多桥"链接问题的存在,使得基于距离和密度的聚类算法不能高效且有效地识别聚集性高的点目标。提出了基于空间邻近的点目标聚类方法,通过Voronoi建模识别点目标间的空间邻近关系,并以Voronoi势力范围来定义相似度准则,最终构建树结构以实现点目标的聚集模式识别。实验将所提算法与K-means、具有噪声的基于密度的聚类(DBSCAN)算法进行比较分析,结果表明算法能够发现密度不均且任意形状分布的点目标集群,同时准确划分"桥"链接的簇,适用于空间点目标异质分布下的聚集模式识别。     

基于K-近邻树的离群检测算法

为适应数据集分布形状多样性以及克服数据集密度问题,针对已有算法对离群簇检测效果欠佳的现状,提出了一种基于K-近邻树的离群检测算法KNMOD(outlier detection based on K-nearest neighborhood MST).算法结合密度与方向因素,提出一种基于K-近邻的不相似性度量,然后带约束切割基于此度量构建的最小生成树从而获得离群点.算法可以有效地检测出局部离群点以及局部离群簇,与LOF、COF、KNN及INFLO算法的对比结果也证实了算法的优越性能.     

鉴别和排除选择性场氧化期间产生的栅氧化物缺陷的根源

借助于铜染色技术研究了选择性氧化工艺诱生的栅氧化物缺陷。栅氧化物缺陷随机地遍布在器件有效区域,并非局部地分布在隔离氧化物的边缘。发现栅氧化膜的缺陷密度与选择性氧化层所产生的 Si_3N_4掩蔽膜的缺陷密度相当。此外,使用一种发明的新工艺,证明了栅氧化物缺陷的所在位置均与选择性氧化所诱生的 Si_3N_4掩蔽膜缺陷的位置——对应。栅氧化物缺陷是由栅氧化物减薄造成的,是在选择性氧化过程中由 Si_3N_4掩蔽膜的缺陷在 Si 衬底上形成某些氮硅化合物点的结果。发现在栅氧化之前先增加一次损失性氧化,然后深腐蚀掉生成的氧化物,或者在栅氧化前进行等离子体反应溅射腐蚀,就能大量消除栅氧化物缺陷。     

铁卟啉化合物与氧气分子形成的体系的密度泛函理论研究(英文)

采用密度泛函理论B3LYP方法在6-31G(d)基组水平下对氯化铁(+3)卟啉与氧气分子形成的体系进行了研究,得到了几何构型,电子性质及分子轨道结构等相关数据.对两个体系不同自旋状态下的几何构型参数和电子性质对比发现:受体系立体构型对称性的影响,在两个体系中凡是与卟啉环上N原子相关的几何参数及电子性质均呈现出相同规律性.又采用密度泛函理论UB3LYP/6-311G*//UB3LYP/6-31G*方法对这两个体系不同自旋状态下的能量进行了计算,分析表明自旋多重度越高体系越稳定.然后分别分析了两个体系在最稳定自旋状态下的分子轨道占据情况及中心Fe原子最外层3d轨道的电子分布情况,结果表明Fe原子的3d二和3dxz/3dyz与氧气分子的单占据反键轨道HOMO π*2px/π*2py之间存在相互作用,这种相互作用引起铁卟啉环与O2分子间的电子转移并使O2活化.然而,根据分析在通常状态下铁卟啉对O2分子的活化作用是微弱的.     

环硼氮烷与IIIB族金属形成复合物的结构及性质研究

采用密度泛函理论的B_3LYP和PBE1PBE方法,研究了环硼氮烷B_3N_3H_6与IIIB金属Sc、Y、La形成的复合物B_3N_3H_6M和(B_3N_3H_6)_2M(M=Sc、Y、La)的结构和性质。结果表明:具有半夹心结构的复合物B_3N_3H_6M(M=Sc、Y、La)为最稳定结构,(B_3N_3H_6)2M(M=S c、Y、La)复合物的最稳定结构为重叠型。结合能的计算结果表明,结合能均为负值,说明形成复合物的过程为放热过程。复合物的HOMO值依次增大,而能隙依次减小,表明稳定性依次减弱。在红外吸收光谱中,相对于B_3N_3H_6,复合物B_3N_3H_6M和(B_3N_3H_6)_2M(M=Sc、Y、La)中B-N、B-H和N-H键的伸缩振动频率都向低波数方向移动,即发生了红移。     

基于图形轮廓的快速聚类算法

聚类是数据挖掘中的一项重要课题.在大型数据集中有效地发现具有任意形状、密度和尺度的簇结构是目前聚类算法研究中的一个开放性的问题.基于图形轮廓的思想,提出了一种快速的聚类算法PROFCLUS,使用数据点在图形空间分布形成的图形进行聚类,可以描述和发现任意类型的簇结构;聚类过程只扫描一遍数据集,通过渐进地构造图形映像的轮廓,使用少量的轮廓点信息进行增量的聚类,其时间复杂度接近于线性.实验验证表明,PROFCLUS可以对簇密度差异较大的数据进行有效聚类和噪声数据点识别;同时,与其他基于密度的算法相比,PROFCLUS大幅度提高了聚类效率.     

基于最优传输理论的高质量点云重采样方法

目前通过3D扫描仪获取的点云仍旧存在一些缺陷:点云含有噪声,点云在不同方向上分布不均匀等.本文针对上述问题开展研究.主要工作为提出一种新的算法用于在点云上进行高质量的重采样,即使用较为稀疏的重采样点集去表达较为密集的原始点云的几何形状,同时重采样点集的分布可以满足用户预先指定的目标分布,并具备一定的蓝噪声性质.在最优传...