Van der Waals力场中束缚态粒子能级的数值方法和波函数

利用近似情况下Van der Waals力场中束缚态粒子的定态Schrodinger方程,研究束缚态粒子能级的数值方法和波函数,并讨论不同能量状态粒子的概率密度分布情况,计算经典禁区粒子出现的概率,产生了隧道效应。

动力学压缩真空中的Van der Waals力

基于参数动力学过程产生的压缩效应 ,利用Millonni源理论方法研究了动力学压缩真空中VanderWaals力的性质及其与真空压缩的关系。所得结果表明 :VanderWaals力的性质依赖于真空压缩的程度 ;在一定的临界条件下 ,VanderWaals力由通常的吸引性作用转化为排斥性作用。当压缩系数为零时 ,所得结果与通常文献完全一致。

在受轴向周期扰动作用下双壁碳纳米管动力屈曲的研究

对双壁碳纳米管受轴向周期扰动的动力响应进行了研究· 采用连续体模型研究双壁碳纳米管的动力屈曲问题,考虑了壁间vanderWaals力和周围弹性介质对轴向动力屈曲的影响· 给出了受轴向周期扰动的屈曲模型及临界应变和临界频率· 发现双壁碳纳米管由于壁间vanderWaals力的作用较单壁碳纳米管具有较低的临界应变· vanderWaals力和周围弹性介质将影响双壁碳纳米管不稳定区,vanderWaals力使受轴向周期性扰动的双壁碳纳米管的临界频率增大。

分子力对机电耦合薄膜压力敏感元件振动的影响

本文将薄膜式微谐振压力传感器谐振子简化为对边简支对边自由机电耦合微薄膜谐振系统,给出了考虑分子力作用时微薄膜压力敏感元件机电耦合系统动力学方程,推导其振型方程及频率方程,研究了分子力对系统固有频率及自由振动的影响规律.结果表明:分子力对于机电耦合微薄膜的自由振动固有频率具有重要的影响.随着系统初始间隙的减小、工作电压的增大、微薄膜厚度的减小以及薄膜长度的增大,分子力对系统固有频率的影响更加显著.在低阶模态下,分子力对固有频率的影响变大,应该予以考虑.当初始间隙减小到0.1μm时,Casimir力对固有频率的影响比van der Waals力明显,必须考虑Casimir力的影响.论文有助于薄膜式微谐振压力传感器谐振子的动力学理论分析,研究结果对于MEMS压力传感器进一步小型化具有指导意义.

基于MEMS粘附问题中关键表面力的分析

粘附是MEMS器件在加工、操作过程中特有的现象,根据微机械中作用力的尺度效应与表面效应,分析表面张力、范得瓦耳斯力、静电力对粘附的影响机理,同时给出了抗粘附的常用的技术方法。

Brown凝并中两个不同直径纳米颗粒的碰撞系数

对Brown凝并中两个不同直径纳米颗粒的碰撞系数进行了研究,通过求解碰撞方程,获得了在van der Waals力和弹性变形力作用下,直径为100 nm至750 nm的邻苯二甲酸二辛酯纳米颗粒的碰撞系数.发现碰撞系数总体上随着颗粒直径和2个颗粒半径比的增加而减小;当颗粒直径为550 nm时,碰撞系数有一个突然的增加.最后给出了具有不同直径2个纳米颗粒碰撞系数的新表达式.

SiH_4…Y(Y=He,Ne,Ar,Kr)体系中的分子间弱相互作用

在MP2/aug-cc-pvtz水平上对SiH4…Y(Y=He,Ne,Ar,Kr)复合物势能面上的4个构型进行优化,探讨了SiH4…Y(Y=Ar,Kr)复合物体系中的蓝移氢键结构和电子性质.含基组重叠误差(BSSE)校正的分子间相互作用能的相对大小可以判断复合物的相对稳定性递增顺序为:SiH4…He→SiH4…Ne→SiH4…Ar≈SiH4…Kr.且SiH4与Y(Y=He,Ne)体系之间的相互作用可归属为van der Waals力,而SiH4与Y(Y=Ar,Kr)之间的相互作用属弱氢键.NBO及电子行为分显示,SiH4…Y(Y=Ar,Kr)氢键复合物是一种非静电性质的弱氢键作用.另外,对各复合物中相关键鞍点处的电子密度拓扑性质分析也表明复合物中均存在非静电性质的分子间弱相互作用.

多壁碳纳米管横向扰动波传播的研究

将N层碳纳米管模拟成N层连续弹性壳模型,研究横向扰动波在单个多壁碳纳米管中轴向传播问题。研究表明,当扰动频率低于多壁碳纳米管的临界频率时,振动模态是同轴的;如果扰动频率至少高于多壁碳纳米管的一个临界频率时,振动模态是非同轴的,并以不同的波速传播,或低或高于单壁连续弹性壳模型的波速。因此,多壁碳纳米管的THz高频波存在着复杂现象,振动基本是不同轴的。特别是当多壁碳纳米管THz高频波以不同的速度传播时,传播速度不仅依赖于频率,而且依赖于非同轴的振动模态。

柱状纤维上超薄液膜的线性稳定性分析

运用线性理论分析了粘性超薄液膜沿柱状纤维垂直下落的稳定性特征,研究了厚度低于100 nm的薄膜在外力驱动下的流动以及van der Waals力的影响.结果表明随着薄膜相对厚度的下降,纤维表面的曲率将使得线性扰动的发展得到抑制,而van der Waals力促进扰动的增长,这一竞争机制导致了增长率随薄膜相对厚度非单调的变化.还得到了流动的绝对和对流不稳定分区.结果表明van der Waals力扩大绝对不稳定流动区域,表面张力也会有利于绝对不稳定的发展,而外驱动力正好起到相反的作用.

柱形纯氮分子N_(90)的计算研究

本文对纯氮氮笼N_(90)(具有D3d对称性)的分子结构和能量在B3LYP/cc-p VDZ水平下进行计算研究。全面地解析了N_(90)分子的结构,并对它进行了Atoms In Molecule(AIM)分析。图形分析和数值分析结果表明,N_(90)分子内存在多个弱相互作用力。随后本文论述了这种弱作用力与分子构型之间的相互联系,指出了分子内的弱相互作用力是纯氮大分子N_(90)的热力学稳定的一个重要因素。

壁面与气体分子间作用力对微尺度气体润滑性能的影响

当微尺度气体润滑轴承的间隙达到数nm时,固体表面与气体分子间的Van der Waals力对气体轴承的性能会产生不可忽视的影响。该文假设轴承壁面对气体分子存在Van der Waals作用力,并利用DSMC(direct simulation Monte Carlo)方法结合分子在表面力作用下的运动算法,研究了该作用力的强度和作用范围对微尺度气体润滑的影响。结果表明:气体轴承中分子密度的分布与不考虑表面力时相比发生了改变,与表面力的作用强度和作用距离有关;壁面的吸引力加剧了分子在壁面附近的聚集,排斥力则相反。