高壓固態(tài)氬中多體相互作用及其對物態(tài)方程的影響、等離子體氫的化學模型對比.pdf

1、本文介紹了兩方面的工作:高壓固態(tài)氬中多體相互作用及其對物態(tài)方程的影響和高溫高壓下等離子體氫的統計力學計算模型研究。
　　 氬具有相對簡單的滿殼層電子結構，這使得它成為高壓下凝聚態(tài)物質性質研究的典型體系;氬也是靜高壓實驗當中的傳壓介質。因此，對高壓氬的量子理論研究(一)直是凝聚態(tài)物理中令人感興趣的課題之一。
　　 氫在常溫常壓下是雙原子分子，但在高溫高壓下將發(fā)生電離相變，形成等離子體。運用量子統計理論和及其模擬計算結果，建

2、構其統計力學的自由能模型，對于了解其高溫高壓下的屬性具有重要的意義。
　　 在高壓固態(tài)氬多體相互作用及其對物態(tài)方程的影響的研究中，本文運用多體展開方法和超分子單、雙（三）重激發(fā)耦合簇理論(CCSD(T）)，通過對高壓固態(tài)氬中存在的大量三原子團簇和四原子團簇的量子化學從頭算，在較寬壓縮范圍內得到了它們對結合能的三體、四體分量貢獻，并給出了它們對高壓固氬物態(tài)方程的影響。主要研究內容:fcc晶體氬中的兩體相互作用、三體相互作用、四體相

3、互作用對晶體結合能的貢獻，晶體的零點振動能及其對物態(tài)方程的影響。我們還運用局域密度近似(LDA)和廣義梯度近似(GGA)方法，獲得了密度泛函理論對固氬物態(tài)方程的理論預言結果。相對于超分子單、雙（三）重激發(fā)耦合簇理論的全電子波函數量子化學處理，傳統的密度泛函理論在描述惰性原子間相互作用，特別是范德瓦爾斯力方面存在一定困難;它對數十吉帕的壓強(P＜～50GPa)范圍的物態(tài)方程數據并不能給出滿意的解釋，只能對超高壓區(qū)的實驗數據給出滿意的描述。

4、而超分子單、雙（三）重激發(fā)耦合簇理論和多體展開方法的研究結果表明，只考慮兩體相互作用時，該理論計算給出了較硬的壓縮特性;在考慮三體相互作用后理論物態(tài)方程與實驗結果吻合很好，在壓強達到114GPa時理論計算僅低于實驗值3GPa;在考慮到四體相互作用后，多體展開理論與密度泛函理論結果在50-200GPa高壓范圍內一致。
　　 在高溫高壓下氫等離子體的統計物理模型的研究中，通過對等離子體的物態(tài)方程模型中全電離發(fā)生區(qū)域的氫的熱力學性質的