收藏本站
《吉林大学》 2013年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

CALYPSO晶体和团簇结构预测方法及应用

吕健  
【摘要】:凝聚态物质结构的理论预测是一个具有挑战性的课题。课题组前期基于晶体对称性的分类检索思想,结合粒子群多目标优化算法,引入结构表征的成键特征矩阵,提出并发展了卡里普索(CALYPSO)晶体结构预测方法,编制了具有自主知识产权的CALYPSO结构预测软件,现已成为结构预测领域的重要工具。本论文基于前期积累,发展了CALYPSO团簇结构预测方法,编制了相应的程序代码并集成于CALYPSO软件包中(见网址:http://www.calypso.cn),在此基础上,对锂的高压半导体相的结构和硼的团簇结构进行了系统的研究,获得了创新性结果: 1.综合考虑孤立体系的结构特点和复杂性,对CALYPSO方法中多种结构处理方法进行扩展,发展了CALYPSO团簇结构预测方法:引入点群对结构产生的限制,有效减少了探索空间的自由度,增加结构种群的多样性;引入成键特征矩阵,实现对团簇结构的唯一表征,用于排除相似结构,对搜索相空间进行有效划分;调整粒子群优化算法使其可以进行高效的团簇结构演化。系统的测试表明该方法可以进行高效可靠的团簇结构预测。 2.实验发现导电性极好的金属锂在高压下竟然失去了金属性,转变为半导体,这激发了人们对锂的高压半导体相结构的研究热潮。本文利用自主发展的CALYPSO晶体结构预测方法,提出在60万大气压下金属锂转变为一个晶体学单胞内包含40个原子的复杂底心正交结构(Aba2-40结构),该结构中由于芯电子的排斥作用,价电子被完全局域到晶格的间隙区域,失去了自由电子特性,金属锂变成了半导体。本文提出的半导体Aba2-40结构随后被实验证实。 3.富勒烯是纳米科学领域的重要结构单元,但至今未发现由非碳元素形成的富勒烯。本文利用自主发展的CALYPSO团簇结构预测方法,提出由38个硼原子组成的硼团簇具有类富勒烯结构,该结构由硼三角和硼六角组成,是一个六角空洞掺杂的二十面体。细致的电子结构计算表明该纯硼富勒烯结构具有较大的能隙、奇特的双重芳香性和满壳层的电子结构,能量上极为稳定。研究结果为实验合成出非碳富勒烯结构提供了重要的理论支撑。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:O469

手机知网App
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴明在;孙兆奇;刘艳美;马永青;戴鹏;;简谐晶体高温比热的量子修正[J];合肥师范学院学报;2010年06期
2 孟影;张晓森;汪月琴;;用简并微扰法分析金属晶体中散射波较强情况[J];合肥师范学院学报;2011年06期
3 朱光来,李春燕,许新胜,崔执凤;群论与异核双原子分子的光谱项[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2003年04期
4 李嘉亮,陈益妹;热力学第三定律的一种新的论证方法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2005年01期
5 丁长庚;用近自由电子近似法计算硅的能带[J];安庆师范学院学报(自然科学版);1995年03期
6 岳兰;孟繁新;;沉积温度对纳米ZnO薄膜的结构和光电性能的影响[J];半导体光电;2010年05期
7 顾怀怀;程秀兰;施亮;林昆;;金属纳米晶存储器件数据保持能力建模与验证[J];半导体技术;2008年03期
8 程江;朱世富;赵北君;赵欣;陈宝军;何知宇;杨慧光;孙永强;张羽;;通过退火研究ZnGeP_2晶体中点缺陷与红外透过率的关系[J];半导体技术;2008年S1期
9 樊康旗,贾建援,朱应敏;体心立方晶体用于实现原子级存储的可行性[J];微纳电子技术;2005年05期
10 郭晓光;郭东明;康仁科;金洙吉;;单晶硅纳米级磨削过程中磨粒磨损的分子动力学仿真[J];半导体学报;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 钟万勰;姚征;张洪武;;界带分析[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
2 张磊;陆启生;李莉;;组合激光辐照CdS实验与耦合系数测量[A];第九届全国物理力学学术会议论文集[C];2009年
3 黄均平;;基于能量统一格式的多尺度有限元计算方法[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
4 张晨;曲远方;单丹;;CeO_2掺杂对BaTiO_3基陶瓷介电性能及微观形貌的影响[A];华北地区硅酸盐学会第八届学术技术交流会论文集[C];2005年
5 任菁;徐国跃;顾冰芳;程传伟;罗艳;;热处理温度对硫化物颜料红外发射率的影响[A];2006年全国功能材料学术年会专辑(Ⅲ)[C];2006年
6 宋桥台;杨苹;王锦标;鲁雄;黄楠;;钽掺杂金红石TiO_2电子结构的第一性原理研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(10)[C];2007年
7 杨振忠;马忠良;;基于石墨导热介质的新型LED室内灯具散热系统[A];《室内照明节能与新技术研讨会》论文集[C];2009年
8 陈松;张晓萍;刘利军;;介孔材料合成过程中正丁醇的作用[A];分子筛催化与纳米技术——分子筛协作组2006年学术年会论文集[C];2006年
9 姚进斌;;超导体的中间态热力学研究[A];第二十七届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2006年
10 白咏梅;韩绍昌;于文志;陈晗;刘芳凌;;钇掺杂LiFePO_4正极材料的结构与电化学性能[A];中国化学会第26届学术年会新能源与能源化学分会场论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏洪源;原子分子在δ-Pu上的吸附、离解与扩散过程研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 姜恒;多尺度结构功能材料在水下声隐身中的应用基础研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 曲华;掺杂型ZnS纳米粒子的制备及表面修饰对其发光性质的影响[D];中国海洋大学;2010年
4 燕保荣;电磁波与低维固体表面等离体子相互作用的研究[D];华中科技大学;2010年
5 孙松;TiO_2基光催化剂的制备、结构及光催化降解VOCs性能与机理研究[D];中国科学技术大学;2010年
6 何丽娟;新型光激放电测量装置研制及典型聚合物PSD谱[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 于晓慧;金属掺杂TiO_2和ZnO的第一性原理研究[D];江苏大学;2010年
8 王亚珍;基于热力耦合的界面摩擦机理的研究[D];华南理工大学;2010年
9 姚宗健;横向振动在周期复合结构板中传播问题的研究[D];北京交通大学;2010年
10 谭红琳;金属离子掺杂的ZnO第一性原理计算及透明导电薄膜制备研究[D];昆明理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李冲;超导材料性质和半导体表面重构及表面合金性质[D];郑州大学;2010年
2 王志鹏;基于拉曼光谱下的A_2(MoO_4)_3材料热膨胀性研究[D];郑州大学;2010年
3 崔向前;轻金属LiAlH_4,LiBH_4储放氢第一性原理研究[D];郑州大学;2010年
4 姜雅丽;La_2Mo_3O_(12)薄膜的制备和光学性能的研究[D];郑州大学;2010年
5 肖柳;第一原理研究六方氮化硼不同结构的稳定性[D];中国海洋大学;2010年
6 陈平;稀土镁合金β'和β"以及6HLPS相的第一性原理研究[D];湘潭大学;2010年
7 马明明;有限宽介观环中持续电流的量子尺寸与梯度无序效应[D];湘潭大学;2010年
8 刘芬;铁电存储器用钛酸铋材料的第一性原理计算及电导机制分析[D];湘潭大学;2010年
9 刘心娟;纳米材料弹性及热稳定性的尺寸效应[D];湘潭大学;2010年
10 杨春娣;铝基金属间化合物电子结构和力学性质的第一性原理研究[D];湘潭大学;2010年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘振永;任世伟;孙敬伟;;14粒子Gupta团簇的3次融化现象[J];河北师范大学学报(自然科学版);2007年06期
2 左春英,丁言镁,王建华;微波的生物非热效应的机理研究[J];沈阳师范大学学报(自然科学版);2005年03期
3 许向华;商勇;;密度泛函理论研究Ni_n团簇的基态结构和性质[J];潍坊学院学报;2007年06期
4 韩小静;王音;林正喆;张文献;庄军;宁西京;;团簇异构体生长概率的理论预测[J];物理学报;2010年05期
5 程旭;王清;陈伟荣;董闯;;基于团簇的Fe-B-Y-Nb四元块体非晶合金[J];中国科学(G辑:物理学 力学 天文学);2008年04期
6 方芳;蒋刚;;Pb_n(n=2~9)团簇的几何结构和电子特性[J];湖北民族学院学报(自然科学版);2008年01期
7 陈宏善;刘百幸;李向富;;(AgI)_6团簇的简正模式及其热熔化性质[J];西北师范大学学报(自然科学版);2009年03期
8 侯廷平;温德志;卢建夺;;用切割投影法探讨Cd-Yb二十面体准晶原子模型[J];武汉科技大学学报(自然科学版);2007年06期
9 刘存海;孔祥和;孙志青;乔光;张树东;;氨团簇(NH_3)_n(n=2~8)结构的密度泛函理论研究[J];原子与分子物理学报;2008年02期
10 尚明辉;韦世豪;诸跃进;;小体系[Ti_n-mH_2]~x(x=-1,0,+1)的几何结构和电子性质[J];宁波大学学报(理工版);2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 尤静林;王媛媛;王威;郑少波;徐建伦;;硅酸盐高温熔体的振动光谱与团簇结构模型[A];第十五届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2009年
2 刘让苏;刘海蓉;周丽丽;田泽安;梁永超;;液态金属Al凝固过程中纳米级团簇的形成特性与表征研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
3 严宝珍;胡高飞;林天乐;;用~(17)O-核磁共振研究饮用水的团簇结构特征[A];中国化学会第十三届有机分析与生物分析学术会议论文集[C];2005年
4 高廷红;谢泉;朱长银;刘让苏;周丽丽;;冷速对液态Ca_7Mg_3合金快速凝固过程中团簇结构的影响[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
5 刘让苏;刘海蓉;王鑫;田泽安;侯兆阳;;金属凝固过程中纳米级团簇结构的形成、演变与表征研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(6)[C];2007年
6 侯兆阳;;液态金属凝固过程中团簇结构的形成与演变特性的分子动力学模拟研究[A];2007“与统计有关的凝聚态物理中一些数值计算问题”研讨会论文集[C];2007年
7 赵婷;尤静林;王媛媛;汪磊;马兰;;NaF-AlF_3二元系铝氟四面体团簇结构的拉曼光谱表征与量子化学从头计算[A];第十六届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2011年
8 王志超;尤静林;王媛媛;牛玉静;戴苏娟;;二元碱金属硅酸盐玻璃团簇结构的Raman光谱的定量分析[A];第十五届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2009年
9 ;材料计算与应用[A];2010中国材料研讨会论文摘要集[C];2010年
10 侯兆阳;刘让苏;;过冷液体形核动力学特性的团簇跟踪研究[A];第七届全国液体和软物质物理学术会议程序册及论文摘要集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴夏;团簇结构优化算法与在金属团簇优化中的应用[D];南开大学;2010年
2 温俊青;Ⅷ簇元素基混合团簇的结构,稳定性和磁性研究[D];西北大学;2011年
3 李贵发;针对液态金属结构遗传性的铝团簇演变特性的计算研究[D];湖南大学;2009年
4 赛琳伟;基于遗传算法的团簇结构全局搜索[D];大连理工大学;2012年
5 王晓青;Ti-Zr基团簇结构和物理化学性质的理论研究[D];西北大学;2012年
6 王玲;分子动力学方法研究He在金属中的行为以及金属团簇结构、生长动力学过程[D];复旦大学;2005年
7 马德明;砷化镓材料的团簇及其光电特性研究[D];西安理工大学;2009年
8 姚长宏;铝团簇微观结构的分子动力学研究[D];浙江大学;2007年
9 罗灵杰;团簇加连接原子模型的修正及其在金属玻璃和共晶合金成分解析中的应用[D];大连理工大学;2013年
10 杨磊;金属熔体团簇类型及其在凝固过程中的作用[D];山东大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵荟艳;铁钴镍团簇的氮掺杂效应和金团簇结构演化的理论研究[D];河北师范大学;2010年
2 王伟超;碱金属含氮化合物二元团簇的密度泛函理论研究[D];兰州理工大学;2011年
3 高从花;镍合金团簇的密度泛函理论研究[D];江苏科技大学;2010年
4 冯艳;支撑钴团簇熔化行为的分子动力学模拟[D];新疆大学;2010年
5 邱宇;分子动力学结合不同势研究Ir团簇熔化性质[D];新疆大学;2008年
6 陈永静;社会情感优化算法在团簇结构优化中的应用研究[D];太原科技大学;2011年
7 陈楚;分子动力学模拟金属团簇的预熔化[D];新疆大学;2006年
8 代小红;Co_(n-x)Mn_x(n=0-9,x=0-9)团簇的结构演化和电磁性质研究[D];西南大学;2010年
9 陈莉莉;掺杂铝团簇吸附氧特性的第一性原理研究[D];安徽大学;2010年
10 许生林;镍、钯、铂团簇的结构与电子性质[D];西华大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026