分子的激发态在各种研究领域高度相关,例如光化学,太阳能转化到化学能转化和光催化。1在这里,分子不仅表现出电子与基态不同的原子结构,从而实现了在基态下不可能的反应。2通常,激发态的化学相互作用对于转化效率或选择性是决定性的。3用电力结构分析方法量化这些相互作用将非常有益,并能够得出趋势并预测实验的新途径。这种键合分析方法将使对反应性的反应性有更全面的了解,包括光化学反应的基础机制。有几种理论方法4用于描述激发态,包括多引用方法5
超导体,磁铁和新型量子材料我们对高温超导体感兴趣,这些高温超导体很难用到目前为止的理论解释,拓扑量子材料可以解释但在现实中很难找到,而对学术和工业领域有用的磁性材料。这些材料使用通量法,化学蒸气传输方法等以单晶或粉末形式合成。此外,还研究了它们的物理特性,包括原子结构,电性能,磁性和热性能。让我们开始说:“这是世界上我们在自己的实验室中制作的一种有趣的材料。“ _新颖的量子材料实验室:Keeseong Park教授
透射电子显微镜 Paul Voyles,材料科学与工程教授、威斯康星大学麦迪逊分校威斯康星 MRSEC 主任 如果我们能够了解某种材料结构的所有信息,那会怎样?完整的知识将构成类似于所有原子的所有 3D 位置的列表,其中指定每个原子的元素,并在真实空间和动量空间中以高分辨率测量所有电子状态。现代电子显微镜无法提供所有这些信息,但它可以非常接近。本次演讲将回顾 TEM 和 STEM 的基础知识,包括成像、衍射和光谱,然后提供测量各种材料和各种样品环境中的原子结构、缺陷和电子状态的前沿应用示例。
介绍生物科学的基本概念,包括生物体的组织和共同特征、细胞结构和功能、光合作用生产食物、能量收集、细胞繁殖机制、遗传学、进化和人体生物学。介绍普通化学,包括物质、原子结构、化学键、气体、液体和固体、溶液、化学反应、酸、碱和盐的基本概念;有机和生物化学,包括碳氢化合物及其衍生物、碳水化合物、脂质、蛋白质、酶、维生素和矿物质、核酸;物理学原理及其在护理中的应用,包括重力和力学、压力、热和电;核化学和核物理、辐射对人体的影响以及防护和处置。
回顾了Bohr的理论及其局限性,物质和辐射的双重行为,De Broglie的关系,海森伯格的不确定性原则。氢原子光谱。需要一种新的原子结构方法。schrodinger波方程和其中的各个术语的含义。ψ和ψ2的重要性。径向和角淋巴结及其意义。径向分布函数和最可能的距离的概念,特别参考1S和2S原子轨道。量子数,s,p和d原子轨道的形状的重要性,淋巴结。在各种轨道,原子的电子构型中填充电子的规则。半充满轨道的稳定性,交换能量的概念。原子轨道的相对能量,异常电子构型。Slater规则和应用程序。(14小时)
在将量子物理应用于原子结构问题之前,我们需要将量子思想应用于一些较简单的情况,从而获得一些见解。其中一些情况可能看起来过于简单和不切实际,但它们使我们能够讨论原子量子物理的基本原理,而不必处理原子通常极其复杂的问题。此外,随着纳米技术的进步,以前只在教科书中出现的情况现在正在实验室中产生,并用于现代电子和材料科学应用。我们即将能够使用称为量子围栏和量子点的纳米级结构来创建“设计原子”,其特性可以在实验室中操纵。对于天然原子和这些人造原子,我们讨论的起点是电子的波动性。