氦气在氩霜表面吸附的巨正则蒙特卡洛模拟 被引量：1

1

作者 汤建成 熊联友 +3 位作者 彭楠 陆文海 董斌 刘立强 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期27-30,共4页

为了从微观角度解释深冷霜在低温下对不凝性气体的吸附机理,采用巨正则蒙特卡洛方法对氦气在氩霜狭缝孔结构中的吸附过程进行模拟。研究了粒子的局部密度随压力变化的分布,获得了氦气在不同孔宽和温度条件下的吸附等温线。模拟结果表明... 为了从微观角度解释深冷霜在低温下对不凝性气体的吸附机理,采用巨正则蒙特卡洛方法对氦气在氩霜狭缝孔结构中的吸附过程进行模拟。研究了粒子的局部密度随压力变化的分布,获得了氦气在不同孔宽和温度条件下的吸附等温线。模拟结果表明,在相同温度和孔宽下,压力越高粒子在孔内的局部密度越大,且最大值的位置不随压力变化。在温度为4.2 K时,孔宽越大霜层对氦气分子的吸附作用力越小,当孔宽大于1.5 nm时,吸附等温线基本重合。系统的温度越低,起始的吸附压力越小。 展开更多

关键词 巨正则蒙特卡洛模拟 吸附等温线 氦气 氩霜

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噻吩及其与烯烃在Cu(Ⅰ)Y分子筛中吸附的蒙特卡洛模拟 被引量：2

2

作者 赵越 莫周胜 +1 位作者 李强 宋丽娟 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期12-17,共6页

利用巨正则蒙特卡洛模拟方法研究了噻吩及其与烯烃混合后在Cu(Ⅰ)Y分子筛中的吸附行为,选用含噻吩质量分数为300μg/g的正壬烷为模拟油进行吸附模拟,得到噻吩在Cu(Ⅰ)Y分子筛中的吸附等温线、吸附分布照片和局部吸附构型,并分别模拟4种... 利用巨正则蒙特卡洛模拟方法研究了噻吩及其与烯烃混合后在Cu(Ⅰ)Y分子筛中的吸附行为,选用含噻吩质量分数为300μg/g的正壬烷为模拟油进行吸附模拟,得到噻吩在Cu(Ⅰ)Y分子筛中的吸附等温线、吸附分布照片和局部吸附构型,并分别模拟4种烯烃存在时对Cu(Ⅰ)Y分子筛脱硫效果的影响。结果表明:噻吩在Cu(Ⅰ)Y分子筛中的吸附为Langmuir型吸附,且高温不利于噻吩的吸附,同时由吸附照片观察到噻吩分子之间依靠分子间作用力相互聚集形成大的分子簇,进而填满Cu(Ⅰ)Y分子筛超笼孔道;Cu(Ⅰ)Y分子筛对噻吩具有较好的吸附选择性,而烯烃对噻吩饱和吸附量影响由大到小的顺序为环己烯>1,5-己二烯>1-己烯>1-辛烯,同时从微观吸附构型可以看出环己烯与噻吩存在竞争吸附。 展开更多

关键词 吸附脱硫 Cu(Ⅰ)Y分子筛 噻吩 烯烃 巨正则蒙特卡洛模拟

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分子模拟活性炭的方法及其应用进展 被引量：3

3

作者 王国栋 蒋剑春 孙康 《林产化学与工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期139-144,共6页

介绍了分子模拟和传统吸附理论的关系,综述了使用巨正则蒙特卡洛模拟和密度泛函理论方法对活性炭结构的研究,归纳了近年来分子模拟技术在作为特殊吸附剂的活性炭的理论设计、吸附性能预测和指导表面基团改性方面应用过程中的研究进展。... 介绍了分子模拟和传统吸附理论的关系,综述了使用巨正则蒙特卡洛模拟和密度泛函理论方法对活性炭结构的研究,归纳了近年来分子模拟技术在作为特殊吸附剂的活性炭的理论设计、吸附性能预测和指导表面基团改性方面应用过程中的研究进展。目前对活性炭微观孔结构的分子模拟研究,多停留于理论层面的模拟研究,而缺少对微观结构和宏观性质之间关系的分析。在实际应用中结合发挥分子模拟微观层面分析的优势,是分子模拟技术在活性炭研究中的重要发展方向。 展开更多

关键词 活性炭 分子模拟 巨正则蒙特卡洛模拟 密度泛函理论

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基于分子结构差异的镜/暗煤纳米孔隙对H_(2)O吸附的影响

4

作者 马东民 唐晨璐 +6 位作者 陈跃 王怀厂 李国富 季长江 王丽雅 祝浩冉 刘赞 《现代地质》 北大核心 2025年第5期1349-1362,共14页

煤的分子结构差异是宏观煤岩性质变化的根本原因,而不同宏观煤岩组分的纳米孔隙结构又直接影响到煤层气的吸附/解吸特性。尽管在煤分子结构的研究方向已有诸多探索,但针对不同宏观煤岩组分展开研究,构建大分子结构模型并在此基础上分析... 煤的分子结构差异是宏观煤岩性质变化的根本原因,而不同宏观煤岩组分的纳米孔隙结构又直接影响到煤层气的吸附/解吸特性。尽管在煤分子结构的研究方向已有诸多探索,但针对不同宏观煤岩组分展开研究,构建大分子结构模型并在此基础上分析纳米孔隙结构中能量变化及吸附特性差异的研究尚不多见。为了探究不同宏观煤岩组分的纳米孔隙微观结构对H_(2)O吸附特征,采用巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)模拟方法及分子动力学模拟技术,研究不同温度、不同压力、不同孔径的狭缝型镜/暗煤分子模型对H_(2)O的饱和吸附、等温吸附及等量吸附热特征。结果表明,暗煤的接触角与润湿热大于镜煤,反映出暗煤的水润湿性优于镜煤。在煤分子模型饱和吸附H_(2)O的模拟中,由于微观结构中暗煤的含氧官能团含量高于镜煤,故暗煤的吸附热和吸附量均大于镜煤。在不同狭缝孔等温吸附模拟中,H_(2)O的吸附量和吸附热均与温度呈负相关关系,与压力和孔径大小呈正相关关系。孔径增大,H_(2)O的等量吸附热呈减小趋势。这是由于煤的各相异性,H_(2)O的赋存空间变大,更多分子处于游离态,同样使得煤样与H_(2)O的相互作用机会减少,因此等量吸附热随着孔径的增大而减小。 展开更多

关键词 宏观煤岩组分 纳米孔隙 巨正则系综蒙特卡洛模拟 等温吸附 吸附热

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多孔金属有机骨架材料储氢性能分子模拟 被引量：10

5

作者 吴选军 郑佶 +1 位作者 李江 蔡卫权 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2207-2214,共8页

采用优化的DREIDING力场参数,通过巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)模拟方法对H2在IRMOF-1、IRMOF-61和IRMOF-62共3种金属有机骨架(MOFs)材料中的吸附平衡性能进行了比较研究.结果表明,该力场能够在全压力范围内很好地复制H2在IRMOF-62材料中... 采用优化的DREIDING力场参数,通过巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)模拟方法对H2在IRMOF-1、IRMOF-61和IRMOF-62共3种金属有机骨架(MOFs)材料中的吸附平衡性能进行了比较研究.结果表明,该力场能够在全压力范围内很好地复制H2在IRMOF-62材料中的等温吸附曲线;但对低压下H2在IRMOF-61中的等温吸附曲线预测出现低估.与IRMOF-1相比,具有互穿骨架结构的IRMOF-61和IRMOF-62材料在常温下的储氢能力并无明显提高.进一步比较77 K时100 kPa、3.0 MPa下H2在上述MOFs材料中达到吸附平衡时的几率密度分布发现,H2会优先吸附在Zn4O骨架附近靠近苯环的位置;对具有互穿结构的MOFs材料而言,由于其孔腔尺寸缩小,使得H2优先吸附位区域零散化.适当长度的有机配体形成的互穿骨架结构能增强与H2分子之间的相互作用,具备较高的储氢能力;而有机配体尺寸过长则会增加骨架结构中H2吸附死角,对H2的吸附能力反而出现下降. 展开更多

关键词 金属有机骨架材料 多孔材料 巨正则系综蒙特卡洛模拟 储氢 等温吸附

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密度泛函与分子模拟计算介孔孔径分布比较 被引量：14

6

作者 邵晓红 张现仁 汪文川 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2003年第6期538-542,共5页

用巨正则系综MonteCarlo模拟(GCMC)方法和密度泛函理论(DFT)结合统计积分方程(SIE)计算了介孔材料的孔径分布.为比较这两种方法,以77K氮气在介孔活性碳微球中的吸附数据为依据,求出其孔径分布.在GCMC模拟和DFT计算中,流体分子模型化为... 用巨正则系综MonteCarlo模拟(GCMC)方法和密度泛函理论(DFT)结合统计积分方程(SIE)计算了介孔材料的孔径分布.为比较这两种方法,以77K氮气在介孔活性碳微球中的吸附数据为依据,求出其孔径分布.在GCMC模拟和DFT计算中,流体分子模型化为单点的Lerrnard-Jones球;流体分子与吸附剂材料之间的作用采用平均场理论中的10-4-3模型.在DFT方法中,自由能采用Tarazona提出的加权近似密度泛函方法(weighteddensityapproximation,WDA)求解.结果表明,对于孔径大于1.125nm的介孔材料,GCMC和DFT两种方法都可以用来研究介孔材料的孔径分布;对于小于1.125nm的介孔材料,不能用DFT方法计算孔径分布(DFT方法本身的近似产生了误差),只能用分子模拟方法. 展开更多

关键词 密度泛函 介孔材料 孔径分布 吸附 巨正则系综Monte-Carlo方法 分子模拟

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碳纳米管吸附分离CH_4/N_2二元混合物的分子模拟 被引量：2

7

作者 雷广平 程慧远 刘汉涛 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2017年第9期188-191,共4页

采用巨正则蒙特卡洛模拟与理想吸附溶液理论相结合的方法研究了CH_4、N_2及其混合物在(6,6)碳纳米管簇内的吸附性能。探讨了压力、温度及气相组成对混合物分离性能的影响。CH_4选择性在9.4~10.8变化,并随着压力的升高呈现出先略微上升... 采用巨正则蒙特卡洛模拟与理想吸附溶液理论相结合的方法研究了CH_4、N_2及其混合物在(6,6)碳纳米管簇内的吸附性能。探讨了压力、温度及气相组成对混合物分离性能的影响。CH_4选择性在9.4~10.8变化,并随着压力的升高呈现出先略微上升后下降的趋势。IAST模型可很好地预测压力及气相组成对混合物分离性能的影响,平均相对偏差分别为2.12%和1.49%。此外,随着温度由300 K升高至500 K,CH_4选择性降低了63.19%。 展开更多

关键词 CH4/N2混合物 吸附分离 巨正则蒙特卡洛模拟 理想吸附溶液理论

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金属有机骨架中官能团对CO_(2)/N_(2)吸附分离性能的影响

8

作者 何梦凡 刘秀英 +3 位作者 杜坤 黄纪龙 于景新 李晓东 《化工新型材料》 北大核心 2025年第8期192-196,共5页

使用巨正则蒙特卡罗方法(GCMC)研究了经过4种官能团(—CH_(3)、—OH、—NH_(2)、—O—Li)修饰过的Ni-MOF-74和未被修饰的Ni-MOF-74这5种金属有机骨架(MOFs)对CO_(2)和N_(2)的吸附与分离性能,获得了它们对CO_(2)和N_(2)分子的单组分吸附... 使用巨正则蒙特卡罗方法(GCMC)研究了经过4种官能团(—CH_(3)、—OH、—NH_(2)、—O—Li)修饰过的Ni-MOF-74和未被修饰的Ni-MOF-74这5种金属有机骨架(MOFs)对CO_(2)和N_(2)的吸附与分离性能,获得了它们对CO_(2)和N_(2)分子的单组分吸附、混合组分吸附、等量吸附热以及混合组分时的吸附选择性等性能,并对这5种材料的吸附与分离性能进行了对比研究。结果表明:在单组分吸附中,官能团修饰的MOFs对CO_(2)和N_(2)的吸附热均大于未被官能团修饰过的Ni-MOF-74,显示出官能团的引入能有效增强气体的吸附能力。在0~6bar时吸附热对吸附量的影响较大,随着压力的增加,孔隙体积效应成为影响吸附性能的关键因素,具有更大孔体积和比表面积的Ni-MOF-74对CO_(2)的吸附容量明显提高,最后反超其他4种被官能团修饰的MOFs。在混合组分吸附中,经过官能团修饰的MOFs对CO_(2)的吸附容量和选择性均高于未被官能团修饰的Ni-MOF-74。其中CH_(3)-Ni-MOF-74和OH-Ni-MOF-74对CO_(2)的吸附选择性最好,表明这些官能团在提高CO_(2)吸附效率和选择性方面具有重要作用。 展开更多

关键词 吸附 分离 CO_(2)和N_(2) 巨正则蒙特卡洛模拟

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活性炭表面官能团对苯吸附性能影响的分子模拟 被引量：12

9

作者 李小斐 宋坤莉 +2 位作者 赵东风 于澜 李石 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1078-1085,共8页

利用Material Studio(MS)软件构建了具有氢基、羟基、羰基和羧基不同官能团的活性炭结构模型,并使用巨正则蒙特卡洛方法,在微观层面上分析了活性炭吸附苯分子的吸附等温线、等量吸附热、吸附作用能以及吸附构型。结果表明:活性炭中引入... 利用Material Studio(MS)软件构建了具有氢基、羟基、羰基和羧基不同官能团的活性炭结构模型,并使用巨正则蒙特卡洛方法,在微观层面上分析了活性炭吸附苯分子的吸附等温线、等量吸附热、吸附作用能以及吸附构型。结果表明:活性炭中引入羧基和羰基官能团有利于提高其对苯分子的吸附量和吸附速率,且羧基的影响程度要高于羰基;而氢基和羟基的引入,不利于苯分子在活性炭中的吸附。分析原因主要是酸性含氧官能团的引入可以为苯吸附提供高能吸附位点,而羟基和氢基团分别使活性炭极性和炭密度降低,使其对苯的吸附性能下降。 展开更多

关键词 分子模拟 活性炭 巨正则蒙特卡洛方法 苯吸附

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TON分子筛上丁烷异构体吸附行为的分子模拟 被引量：4

10

作者 许嘉楠 李强 +1 位作者 秦玉才 宋丽娟 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期46-53,共8页

利用巨正则蒙特卡洛方法,对正丁烷和异丁烷在TON分子筛上的吸附行为进行模拟研究。模拟273,303,373 K下,正丁烷、异丁烷分子在TON分子筛上的单组分吸附等温线,并进行Langmuir,Langmuir-Freundlich,Toth吸附等温线模型拟合,分析其吸附势... 利用巨正则蒙特卡洛方法,对正丁烷和异丁烷在TON分子筛上的吸附行为进行模拟研究。模拟273,303,373 K下,正丁烷、异丁烷分子在TON分子筛上的单组分吸附等温线,并进行Langmuir,Langmuir-Freundlich,Toth吸附等温线模型拟合,分析其吸附势能、密度分布、吸附热等性质;然后对等物质的量比的正丁烷/异丁烷混合物的吸附进行模拟,考察丁烷异构体的吸附选择性。结果表明:正丁烷、异丁烷在TON分子筛上的吸附更符合Toth吸附模型;与异丁烷相比,正丁烷在TON分子筛上有更高的吸附量;当正丁烷/异丁烷混合组分在TON分子筛上发生竞争吸附时,正丁烷的吸附量远大于异丁烷的吸附量,可判断TON分子筛对正丁烷相比异丁烷有更好的吸附分离效果。 展开更多

关键词 TON分子筛 正丁烷 异丁烷 巨正则蒙特卡洛方法 吸附行为

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高价态硼磷COFs材料理论设计与储氢性能研究 被引量：1

11

作者 王耀东 李晓东 +3 位作者 杨朋辉 张慧东 刘秀英 于景新 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第4期730-738,共9页

采用分子力学方法,从理论上设计了五种具有lta拓扑结构的高价态硼磷共价有机骨架(BP-COFs)材料。研究结果表明五种材料均具备有利于储氢应用的结构特性,如低密度(0.52~1.17 g·cm^(-3))、大比表面积(1274.12~4033.95 m^(2)·g^(... 采用分子力学方法,从理论上设计了五种具有lta拓扑结构的高价态硼磷共价有机骨架(BP-COFs)材料。研究结果表明五种材料均具备有利于储氢应用的结构特性,如低密度(0.52~1.17 g·cm^(-3))、大比表面积(1274.12~4033.95 m^(2)·g^(-1))和高孔隙率(0.55%~0.78%)等。使用巨正则蒙特卡罗(GCMC)方法预测298和77 K温度下五种材料对氢气分子的物理吸附性能,并分析了材料结构与氢吸附性能之间的构效关系,结果表明五种BP-COFs材料具有较强的氢气吸附能力。尤其是在77 K时,BP-COF-10和BP-COF-11在储氢性能方面的表现最为优异,BP-COF-10具有最高的体积储氢量52.86 g·L^(-1),BP-COF-11具有最高的质量储氢量9.90%,而且随着压强的增加,BP-COF-11的质量储氢量仍然保持较好的上升趋势,这表明本文所设计材料具有优异的储氢应用潜力。本研究将为实验上开发新型高性能储氢材料提供一定的理论参考。 展开更多

关键词 共价有机骨架 氢气储存 巨正则蒙特卡罗模拟 物理吸附 分子力学方法

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金属有机骨架材料MIL-101的合成及CO吸附性能 被引量：8

12

作者 陈勇 郭金涛 +2 位作者 王重庆 刘晓勤 马正飞 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第5期7-11,共5页

采用水热法合成金属有机骨架材料MIL-101,并利用X线衍射(XRD)、低温N2吸附等测试手段对合成的材料进行表征。结果表明:制备的MIL-101的BET(Brunauer-Emmett-Teller)比表面积达到3 142 m2/g,孔容为1.78cm3/g。根据77 K下N2吸附等温线数据... 采用水热法合成金属有机骨架材料MIL-101,并利用X线衍射(XRD)、低温N2吸附等测试手段对合成的材料进行表征。结果表明:制备的MIL-101的BET(Brunauer-Emmett-Teller)比表面积达到3 142 m2/g,孔容为1.78cm3/g。根据77 K下N2吸附等温线数据,采用巨正则蒙特卡洛法分析MIL-101的孔径分布,其分析结果与文献所报道的数据吻合。考察了CO、N2混合体系在MIL-101上的吸附性能,实验结果表明:MIL-101结构中不饱和金属Cr3+提供的活性位能从混合气体中高效吸附分离CO,而且对CO的吸附容量达到45.0 cm3/g(298 K,0.1 MPa),对CO的吸附容量约是NA吸附剂的2倍。 展开更多

关键词 MIL-101 吸附等温线 巨正则蒙特卡洛模拟方法 孔径分布 CO

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P/ZSM-5分子筛催化乙醇制备低碳烯烃的综合性实验 被引量：5

13

作者 夏薇 王龙祥 +3 位作者 王钧国 钱晨 罗子盛 陈坤 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2020年第2期201-204,共4页

为了提高学生的综合素质和创新科研能力,设计了研究型"P/ZSM-5分子筛催化乙醇制备低碳烯烃"的计算材料学综合性实验。运用巨正则蒙特卡罗(GCMC)模拟方法研究了乙醇制备低碳烯烃反应中反应物乙醇和主要产物乙烯、丙烯在不同磷... 为了提高学生的综合素质和创新科研能力,设计了研究型"P/ZSM-5分子筛催化乙醇制备低碳烯烃"的计算材料学综合性实验。运用巨正则蒙特卡罗(GCMC)模拟方法研究了乙醇制备低碳烯烃反应中反应物乙醇和主要产物乙烯、丙烯在不同磷负载量的ZSM-5(P/Al=0,0.5,0.7)分子筛中的吸附性质。该综合性实验的开展有助于学生熟悉实验模拟流程,掌握理论分析方法。 展开更多

关键词 综合性实验 乙醇 P/ZSM-5分子筛 低碳烯烃 巨正则蒙特卡罗模拟方法

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嵌入配位不饱和金属位对多孔芳香骨架材料储氢性能的影响

14

作者 吴选军 李磊 +2 位作者 彭亮 王叶彤 蔡卫权 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2018年第3期286-295,共10页

基于密度泛函理论(DFT)和巨正则蒙特卡洛(GCMC)模拟方法,系统地研究了引入配位不饱和金属位(CUS)对PAF-30n(n=1–4)材料储氢性能影响的规律。结果表明,77 K下PAF-302MgO_2_PBE100的最大过量质量储氢量达到7.97%(w);77K、10 MPa下100%醇... 基于密度泛函理论(DFT)和巨正则蒙特卡洛(GCMC)模拟方法,系统地研究了引入配位不饱和金属位(CUS)对PAF-30n(n=1–4)材料储氢性能影响的规律。结果表明,77 K下PAF-302MgO_2_PBE100的最大过量质量储氢量达到7.97%(w);77K、10 MPa下100%醇镁功能化改性PAF-302和PAF-303的绝对储氢量分别达到9.9%(w)(65.9 g?L^(-1))和15.0%(w)(50.5g?L^(-1)),分别超过美国能源部(DOE)标准80%(64.8%)和173%(26.3%),均超过在相同条件下目前储氢性能最佳的NU-1101(9.1%(w),46.6 g?L^(-1))。即使在243 K、10 MPa下,其绝对质量和绝对体积储氢量也能分别达到5.13%(w)和34.19 g?L^(-1),占DOE质量与体积储氢标准的93.3%和85.5%,是目前为止常温储氢性能较为均衡的多孔材料之一。结合等量吸附热(Q_(st))、径向分布函数(RDF)和质心几率密度分布(MCPD)方法进一步分析,发现有机链长度增加导致孔隙率增加和体积比表面积减小,是引起多孔材料绝对质量和绝对体积储氢量此消彼长的根本原因。另外,引入CUS能提高PAFs材料对H_2分子亲和力,显著增强其体积储氢量。 展开更多

关键词 多孔芳香骨架材料 配位不饱和金属位 储氢 分子模拟 巨正则蒙特卡洛模拟

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光谱与光谱理论

15

《中国光学》 EI CAS 1996年第3期11-11,共1页

O433.5 96031468二维Hubbard模型光电导谱的研究=Study ofphotoconductive spectra of two-dimensionalHubbard model[刊,中]/陈锋,应和平,李文铸(浙江大学物理系.浙江,杭州(310027))//低温物理学报.-1995,17(4).-313-317用巨正则量子... O433.5 96031468二维Hubbard模型光电导谱的研究=Study ofphotoconductive spectra of two-dimensionalHubbard model[刊,中]/陈锋,应和平,李文铸(浙江大学物理系.浙江,杭州(310027))//低温物理学报.-1995,17(4).-313-317用巨正则量子蒙特卡洛和最大熵方法研究了二维正方格点上Hubbard模型光电导谱。在半满条件下,光电导谱呈现一能隙区。掺杂后,光电导谱在w=0处出现Drude峰,在能隙区出现一新峰。 展开更多

关键词 光电导谱 低温物理学 蒙特卡洛 方法研究 同时谱 能隙 巨正则 模型 浙江大学 苯乙烯等离子体

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