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。     

Quantum analysis of measurement results

It is shown that a stochastic matrix operator (quantum measurement matrix) may be considered in some cases as a density matrix. Results of measurements in the form of figure numbers, interconnected with a matrix of quantum measurements, are similar to quantum observable quantities determined in quantum statistical theory. __________ Translated from Izmeritel’naya Tekhnika, No. 12, pp. 3–8, December, 2006.     

经典概率论与贝尔定理

本文证明,被双缝衍射实验否定的是如下先入为主的假定:微观粒子通过某一条缝到达屏上某处的概率,与另一条缝是否打开无关。考虑到“概率的加法定理”,这种看法可表成:“当一个粒子束通过一个带有两条缝的隔板到达一个屏上时,在两条缝同时打开的条件下单个粒子落在屏上某处的概率,等于在两条缝轮流打开的条件下该粒子落在该处的两个概率之和。”把两条缝同时打开还是轮流打开这样的实验条件称为“通道条件”,则上述命题可表成“概率不依赖于通道条件”。 另一方面,按照上面的用语,量子力学中的“概率幅的迭加原理”应表成“概率幅不依赖于通道条件”。相应地,我们把“概率不依赖于通道条件”这一错误的命题称为“概率的迭加假定”。 由于没有引进“通道条件”,人们混淆了“概率的迭加假定”和“概率的加法定理”两个命题。经典物理学默认概率的迭加假定,从而不能理解双缝衍射实验;量子力学则相反,为了说明双缝衍射实验而否定概率的加法公式,从而遇到诠释上的困难。 任何替代量子力学解释量子现象的理论都得说明双缝衍射实验,这就必须引进通道条件或引进概率幅。而贝尔定理涉及的隐变量理论却不满足这一先决条件,因此,它必然与实验事实相矛盾。这样我们就重新发现了洛查克的论据:贝尔不等式与定域性原理无     

T型发射区单晶硅太阳电池的输出特性研究

利用TCAD半导体器件仿真软件对具有T型发射区结构的单晶硅太阳电池进行了仿真研究。全面系统地分析了在不同衬底少子寿命情况下,不同T型发射区深度对太阳电池外量子效率、短路电流密度、开路电压、填充因子及转换效率的影响。仿真结果表明:采用T型发射区结构可在一定程度上提高常规均匀发射区太阳电池的电学性能;T型发射区结构对700~1200nm长波段入射光的外量子效率具有明显的改善作用;当衬底少子寿命一定时,太阳电池短路电流密度、填充因子均随T型发射区深度的增大而增大,而开路电压随T型发射区深度的增大而减小;当T型发射区深度大于80μm时,对于低衬底少子寿命的单晶硅太阳电池,T型发射区结构对其转换效率的改善效果最为显著。     

改进混合量子算法在Job Shop调度中的研究

自从科学的管理思想引进生产过程中,管理者开始注重计算机的辅助作用。Job Shop调度问题（JSP）是许多实际生产调度的简化模型,由于解空间的规模巨大,给求解带来了很大的挑战。在量子比特编码的基础上,设计了两种解码方式,结合微粒群算法（PSO）的更新式对量子角进行智能调整,形成了混合量子算法（HQA）。但HQA在求解JSP时,效果并不好。在HQA的框架下,增加了一些寻优机制,使得算法求解性能有显著的提高,并称其为改进混合量子算法（IHQA）。     

有源介观RLC电路的量子波函数及其双波描述

用表象变换的方法求得了介观RLC电路的量子波函数，并由此求得了电荷和电流的量子涨落，同时又用双波函数方法研究了有源介观电路的量子效应。通过两种方法的比较可知，电路的量子涨落与所处的状态密切相关，这一点由双波函数方法清楚可见。用双波函数求得的电荷和电流的系综平均值正是用波函数求得的电荷和电流的期望值。     

Twelve-Nitrogen-Atom Cyclic Structure Stabilized by 3d-Element Atoms: Quantum Chemical Modeling

Using various versions of density functional theory (DFT), DFT M06/TZVP, DFT B3PW91/TZVP, DFT OPBE/TZVP, and, partially, the MP2 method, the possibility of the existence of 3d-element (M) compounds with nitrogen having unusual M: nitrogen ratio 1:12, unknown for these elements at the present, was shown. Structural parameter data were presented. It was shown that all MN4 groupings have tetragonal-pyramidal structure. It was noted that the bond lengths formed by nitrogen atoms and an M atom were equal to each other only in the case of M = Ti, V, Cr and Co, whereas for other Ms, they were slightly different; moreover, the bond angles formed by nitrogen atoms and an M atom were equal to 90.0°, or practically did not differ from this value. Thermodynamic parameters, NBO analysis data and HOMO/LUMO images for this compound were also presented. Good agreement between the calculated data obtained using the above three quantum chemical methods was also noted.     

叶绿素荧光量子产量的MODIS遥感算法

从荧光量子产量的原理出发,利用 MODIS 卫星数据建立了一种估算量子产量的算法--φ算法.通过 2006 年 3 月 23 日渤海和北黄海的 MODIS 数据计算了荧光量子产量,并与叶绿素荧光效率(cFE)产品进行了比较.结果表明,φ算法是一种更精确的荧光量子产量的估算算法,它有效地避免了 CFE 存在的几个误差来源:包括未考虑浮游植物的"包裹效应"、使用 412nm 的离水辐亮度反演的浮游植物吸收系数以及积分深度过浅.CFE在大部分海域出现负值,还出现了某些高估点;在有效数据范围内,两者存在明显的线性相关关系.φ算法估算的量子产量最高值在0.05左右,这与其它海区测量的值域范围基本一致.除辽东湾东北部和部分近岸水域外,大部分离岸水域在0.001～0.02的范围内.通过对φ算法的误差来源分析,认为发展一种新的反演 678nm 比吸收系数和平均吸收系数的波段比值算法是可行的,也是改进φ算法精度的有效方法.     

微腔与腔量子电动力学研究进展

光学微腔中原子之自发辐射与自由空间中原子的自发辐射有着重要的不同。微腔能够控制腔内原子的自发辐射，使自发辐射得到抑制或增强，并有可能使自发辐射成为一个可逆过程。由此发展起来的腔量子电动力学能够阐述腔场与原子的相互作用。本文简要介绍了这一研究领域的背景和进展，同时介绍了微腔的重要应用一无阈值激光器。