在一维局部作用元胞自动机(CA)交通流模型中，引入刹车噪声与产生、消失概率，得到一个完全随机的CA交通流模型．利用平衡自旋理论对该模型的研究表明，当Pin＝Pout≠0时，初始密度分布不影响系统的最终状态，求得ρｔ＝0.5；当满足条件Pin＋Pb＝1与Pin＝Pout时，得到简单的“线性”模型，该模型在条件｜1－2Pin｜＝1下，表现出长程相关，导致严重交通“阻塞”的出现．理论结果与计算机实验一致．
在一维局部作用元胞自动机(CA)交通流模型中，引入刹车噪声与产生、消失概率，得到一个完全随机的CA交通流模型．利用平衡自旋理论对该模型的研究表明，当Pin＝Pout≠0时，初始密度分布不影响系统的最终状态，求得ρｔ＝0.5；当满足条件Pin＋Pb＝1与Pin＝Pout时，得到简单的“线性”模型，该模型在条件｜1－2Pin｜＝1下，表现出长程相关，导致严重交通“阻塞”的出现．理论结果与计算机实验一致．
应用平均场理论，研究了有车辆进入车道和从车道转出的一维多速随机交通流模型，给出了车流达到稳定时的密度分布概率和平均交通流量与几种随机因素的解析结果．并利用一维元胞自动机模型进行了模拟．实验模拟与理论计算结果符合．
应用平均场理论，研究了有车辆进入车道和从车道转出的一维多速随机交通流模型，给出了车流达到稳定时的密度分布概率和平均交通流量与几种随机因素的解析结果．并利用一维元胞自动机模型进行了模拟．实验模拟与理论计算结果符合．
利用自行研制的脉冲直流放电装置产生SF2自由基，结合共振增强多光子电离(REMPI)技术，研究了27—294nm范围内SF2自由基(2+1)REMPI激发谱，获得了SF2自由基3d,5s里德伯态相应的带源及被激活的对称伸缩振动模的振动频率，并估算了这些态的量子亏损值．
利用自行研制的脉冲直流放电装置产生SF2自由基，结合共振增强多光子电离(REMPI)技术，研究了27—294nm范围内SF2自由基(2+1)REMPI激发谱，获得了SF2自由基3d,5s里德伯态相应的带源及被激活的对称伸缩振动模的振动频率，并估算了这些态的量子亏损值．
利用修正的BBK理论，考虑入射道的库仑相互作用及出射电子的交换对称性，在共面-等能分享-垂直角度碰撞几何中，分别计算了能量为79.6，105.6，227.6和375.6eV的入射电子碰撞Li+(1s2)(e，2ｅ)反应三重微分截面(TDCS).结果表明：在接近阈能的碰撞中，两出射电子连线平行于入射电子方向时，TDCS最大；两出射电子连线垂直于入射电子方向时，TDCS最小；入射电子能量达5倍的电离阈能时，主要为单次双体碰撞，而且入射道库仑场对决定低能碰撞的TDCS起着重要作用.
利用修正的BBK理论，考虑入射道的库仑相互作用及出射电子的交换对称性，在共面-等能分享-垂直角度碰撞几何中，分别计算了能量为79.6，105.6，227.6和375.6eV的入射电子碰撞Li+(1s2)(e，2ｅ)反应三重微分截面(TDCS).结果表明：在接近阈能的碰撞中，两出射电子连线平行于入射电子方向时，TDCS最大；两出射电子连线垂直于入射电子方向时，TDCS最小；入射电子能量达5倍的电离阈能时，主要为单次双体碰撞，而且入射道库仑场对决定低能碰撞的TDCS起着重要作用.
用离散偶极子近似法，计算了立方粒子随机取向时在几种等效尺度参数下的光散射特性，并与等效球形粒子的光散射特性进行了比较．结果表明：立方粒子和其他非球形粒子与其等效球形粒子光散射特性之间的差别大致相同，说明对于随机取向的非球形粒子的光散射问题，粒子的内在对称性和表面的突变不会带来明显的效果．
用离散偶极子近似法，计算了立方粒子随机取向时在几种等效尺度参数下的光散射特性，并与等效球形粒子的光散射特性进行了比较．结果表明：立方粒子和其他非球形粒子与其等效球形粒子光散射特性之间的差别大致相同，说明对于随机取向的非球形粒子的光散射问题，粒子的内在对称性和表面的突变不会带来明显的效果．
提出并研究两种新的量子光场态：位移二项式态和位移负二项式态．讨论了两种量子态的光子数分布、亚泊松分布特性．结果表明：位移二项式态是介于相干态与位移粒子数态之间的一种量子中间态，在不同参数下可表现亚泊松分布和超泊松分布；位移负二项式态是介于相干态与位移Susking Glogower位相态之间的量子中间态，它只表现超泊松分布．研究了它们与二能级原子在强度耦合情况下相互作用原子反转的动力学演化.
提出并研究两种新的量子光场态：位移二项式态和位移负二项式态．讨论了两种量子态的光子数分布、亚泊松分布特性．结果表明：位移二项式态是介于相干态与位移粒子数态之间的一种量子中间态，在不同参数下可表现亚泊松分布和超泊松分布；位移负二项式态是介于相干态与位移Susking Glogower位相态之间的量子中间态，它只表现超泊松分布．研究了它们与二能级原子在强度耦合情况下相互作用原子反转的动力学演化.
利用光学多道分析仪测量了HT-6M托卡马克CⅥ（207.1nm）谱线线形分布．结果表明CⅥ谱线来源于电荷交换复合辐射．根据对CⅥ谱线时间行为的测量，进一步证明了这一结果，并推算出完全剥离C6+离子的径向分布．
利用光学多道分析仪测量了HT-6M托卡马克CⅥ（207.1nm）谱线线形分布．结果表明CⅥ谱线来源于电荷交换复合辐射．根据对CⅥ谱线时间行为的测量，进一步证明了这一结果，并推算出完全剥离C6+离子的径向分布．
描述离子间非Coulomb短程互作用势的函数形式确定后，即可据此讨论离子晶体的一系列物理性质，势函数中出现的参数通过与实验数据的拟合而确定．基于电子壳模型对CaF2，SrF2，BaF2离子晶体的讨论中，强调电子壳电量应一律取负值的基本前提，以经验参数化方法拟合势参数时注意引用近期实验数据．将F离子电量调整为0.97e之后，重新获得的模型参数集与上述碱土氟化物晶格形成能、弹性常数、长光学横波频率、Raman频率，以及极化率实验数据，有较满意的对应关系．
描述离子间非Coulomb短程互作用势的函数形式确定后，即可据此讨论离子晶体的一系列物理性质，势函数中出现的参数通过与实验数据的拟合而确定．基于电子壳模型对CaF2，SrF2，BaF2离子晶体的讨论中，强调电子壳电量应一律取负值的基本前提，以经验参数化方法拟合势参数时注意引用近期实验数据．将F离子电量调整为0.97e之后，重新获得的模型参数集与上述碱土氟化物晶格形成能、弹性常数、长光学横波频率、Raman频率，以及极化率实验数据，有较满意的对应关系．
研究了原子吸收限附近非对称布拉格条件下完整平板晶体的X射线异常透射．当衍射主要由原子散射因子的虚部引起时，在严格的布拉格角处，晶体内部驻波的波节位于衍射原子面上，从而导致异常透射的发生．透射波主要来源于晶体内部坡印廷矢量指向晶体下表面（入射面为上表面）的波场．该波场的有效吸收系数随非对称因子a的增大而减小，所以整个晶体的透射系数随a的增大而增大．当原子散射因子的实虚部对衍射的贡献之比一定时，晶体内坡印廷矢量偏离色散面实部法向的程度随反射的非对称程度的增大而增大．
研究了原子吸收限附近非对称布拉格条件下完整平板晶体的X射线异常透射．当衍射主要由原子散射因子的虚部引起时，在严格的布拉格角处，晶体内部驻波的波节位于衍射原子面上，从而导致异常透射的发生．透射波主要来源于晶体内部坡印廷矢量指向晶体下表面（入射面为上表面）的波场．该波场的有效吸收系数随非对称因子a的增大而减小，所以整个晶体的透射系数随a的增大而增大．当原子散射因子的实虚部对衍射的贡献之比一定时，晶体内坡印廷矢量偏离色散面实部法向的程度随反射的非对称程度的增大而增大．
为了较清楚地阐明扫描隧道显微镜针尖在样品表面原子操纵中的具体作用，根据第一性原理的离散变分理论计算，采用“团簇模型”研究了在无外加电场下，W针尖与样品Al(111)表面Al原子的相互作用．结果表明：随着W针尖与样品表面接近到一定程度（针尖与样品表面的距离S≤10a.u.(0.53nm))时，由于针尖原子与样品表面原子的相互作用，使位于针尖正下方的表面Al原子在脱离表面时感受到一稳定的势阱，即在无外场的情况下，当W针尖与样品Al(111)表面接近到一定程度时，由于针尖的吸引作用，将使针尖正下方的Al原子自动离开样品表面而移向W针尖，实现Al(111)表面单个Al原子的操纵．
为了较清楚地阐明扫描隧道显微镜针尖在样品表面原子操纵中的具体作用，根据第一性原理的离散变分理论计算，采用“团簇模型”研究了在无外加电场下，W针尖与样品Al(111)表面Al原子的相互作用．结果表明：随着W针尖与样品表面接近到一定程度（针尖与样品表面的距离S≤10a.u.(0.53nm))时，由于针尖原子与样品表面原子的相互作用，使位于针尖正下方的表面Al原子在脱离表面时感受到一稳定的势阱，即在无外场的情况下，当W针尖与样品Al(111)表面接近到一定程度时，由于针尖的吸引作用，将使针尖正下方的Al原子自动离开样品表面而移向W针尖，实现Al(111)表面单个Al原子的操纵．
基于全电子势线性缀加平面波的第一性原理计算，针对在聚乙炔的侧链上挂有有机自由基团（CH2）的典型纯有机磁性聚合物体系的能带结构、带自旋的总的和分的电子态密度、劈裂能量、磁矩等物理量进行了定量分析，发现自旋能带劈裂发生在布里渊区边界上，定量说明了这一体系是反铁磁的，同时说明有机聚合物中只有共轭π电子对磁性有贡献．
基于全电子势线性缀加平面波的第一性原理计算，针对在聚乙炔的侧链上挂有有机自由基团（CH2）的典型纯有机磁性聚合物体系的能带结构、带自旋的总的和分的电子态密度、劈裂能量、磁矩等物理量进行了定量分析，发现自旋能带劈裂发生在布里渊区边界上，定量说明了这一体系是反铁磁的，同时说明有机聚合物中只有共轭π电子对磁性有贡献．
通过电阻和磁阻的测量，研究了多晶样品SmxC60的电子输运性质．实验发现：SmxC60的输运机制随ｘ的不同而发生变化．SmC60的电阻率温度关系可用涨落导致的隧道穿透模型解释，而Sm2.75C60的输运性质则可由弱局域化和电子-电子相互作用解释．Sm2.75C60的磁阻数据能用弱局域化和电子-电子相互作用模型很好地拟合，而SmC60的磁阻数据则不能．
通过电阻和磁阻的测量，研究了多晶样品SmxC60的电子输运性质．实验发现：SmxC60的输运机制随ｘ的不同而发生变化．SmC60的电阻率温度关系可用涨落导致的隧道穿透模型解释，而Sm2.75C60的输运性质则可由弱局域化和电子-电子相互作用解释．Sm2.75C60的磁阻数据能用弱局域化和电子-电子相互作用模型很好地拟合，而SmC60的磁阻数据则不能．
报道了一种用高序石墨在乙醇、水或乙醇水混合溶液中超声波处理产生的碳样品．高分辨率电子显微镜揭示出大量具有总角度为θ0（±30℃）倍数的弯曲石墨片存在．显微镜检查表明，弯曲是通过原子晶格平面的偏转而成的．基于石墨的对称轴结构和在sp2石墨网络中类-sp3线缺陷的形成，讨论了石墨片弯曲的可能解释.
报道了一种用高序石墨在乙醇、水或乙醇水混合溶液中超声波处理产生的碳样品．高分辨率电子显微镜揭示出大量具有总角度为θ0（±30℃）倍数的弯曲石墨片存在．显微镜检查表明，弯曲是通过原子晶格平面的偏转而成的．基于石墨的对称轴结构和在sp2石墨网络中类-sp3线缺陷的形成，讨论了石墨片弯曲的可能解释.
利用高分辨电子显微术，对在GaP基体上由分子束外延生长六角GaN晶体薄膜中的晶体缺陷结构进行了研究．实验中发现了GaN薄膜外延生长过程中产生的一种典型早期刃型位错结构．此晶体缺陷位于一大块GaN晶粒内部，其外观类似于一段（1120）晶界．它由一条（1120）高能孤立晶界段及其两端的两个1/6［1120］不完全刃型位错组成．从大晶格失配材料之间分子束外延生长的机理上对这种缺陷结构的形成进行了解释．
利用高分辨电子显微术，对在GaP基体上由分子束外延生长六角GaN晶体薄膜中的晶体缺陷结构进行了研究．实验中发现了GaN薄膜外延生长过程中产生的一种典型早期刃型位错结构．此晶体缺陷位于一大块GaN晶粒内部，其外观类似于一段（1120）晶界．它由一条（1120）高能孤立晶界段及其两端的两个1/6［1120］不完全刃型位错组成．从大晶格失配材料之间分子束外延生长的机理上对这种缺陷结构的形成进行了解释．
用赝势从头计算方法研究Hf8C12多面体．先对T和Td分子构型作几何优化，发现Td对称构型比T构型稳定．利用非限制的Hartre Fock方法及自然键轨道分析研究Td构型的Hf8C12基团，结果表明：Hf8C12存在三种自旋不同的基态，这种基态的多样性与成键机制、电子组态和电子能谱分布密切相关．其中S=0时，Hf8C12主要是由外四面体Hf原子与类乙烯C2单元形成极性共价键构成．S=1时，6个类乙炔C2单元吸附在Hf8金属框架．S=2时，部分C2中的ｐπ键断裂与Hf原子形成ｄ←ｐπ键．进一步分析发现，Td对称性的结构模型为(Hf8)+4.5(C-0.752)6，在高自旋态下具有铁磁性，电子能级分布及其能隙随自旋态而变化．
用赝势从头计算方法研究Hf8C12多面体．先对T和Td分子构型作几何优化，发现Td对称构型比T构型稳定．利用非限制的Hartre Fock方法及自然键轨道分析研究Td构型的Hf8C12基团，结果表明：Hf8C12存在三种自旋不同的基态，这种基态的多样性与成键机制、电子组态和电子能谱分布密切相关．其中S=0时，Hf8C12主要是由外四面体Hf原子与类乙烯C2单元形成极性共价键构成．S=1时，6个类乙炔C2单元吸附在Hf8金属框架．S=2时，部分C2中的ｐπ键断裂与Hf原子形成ｄ←ｐπ键．进一步分析发现，Td对称性的结构模型为(Hf8)+4.5(C-0.752)6，在高自旋态下具有铁磁性，电子能级分布及其能隙随自旋态而变化．
利用高斯波泛函方法，研究了处于一维点阵局域势cos［β（ｎR）］中的玻色系统基态的相变行为．研究结果表明，一维点阵局域势系统的稳定性取决于参量γ＝β2/4π和重整化质量μ．在不同的参量区域，μ有不同的多值性，从而在参量空间中划出相区．γ＝γ1时，相界随杂质浓度c而定，c趋于零时，与单杂质模型的结论相符，γ2相界与连续模型的结论相符．
利用高斯波泛函方法，研究了处于一维点阵局域势cos［β（ｎR）］中的玻色系统基态的相变行为．研究结果表明，一维点阵局域势系统的稳定性取决于参量γ＝β2/4π和重整化质量μ．在不同的参量区域，μ有不同的多值性，从而在参量空间中划出相区．γ＝γ1时，相界随杂质浓度c而定，c趋于零时，与单杂质模型的结论相符，γ2相界与连续模型的结论相符．
用总能量最小方法，确定了ZnS(110)表面的原子几何结构，得到与弹性低能电子衍射实验相符的结果．利用格林函数的散射理论方法，计算了题ZnS(110)表面的电子结构，与第一性原理的计算结果进行了比较．讨论了晶格弛豫对表面电子特性的影响．
用总能量最小方法，确定了ZnS(110)表面的原子几何结构，得到与弹性低能电子衍射实验相符的结果．利用格林函数的散射理论方法，计算了题ZnS(110)表面的电子结构，与第一性原理的计算结果进行了比较．讨论了晶格弛豫对表面电子特性的影响．
利用Larmor钟方法计算了一维复合势垒系统中的隧穿时间．从计算结果，对由Larmor钟所定义的Larmor时间在复合势垒中的有效性、可加性，以及它们与透射时间τT、反射时间τR、逗留时间τD的关系作了讨论．6个Larmor时间中，τxT,τxR,τyT和τyR都不是有效的时间量，它们不能为隧穿时间提供有效的描述，只有τyT和τyR满足可加性和判据τD＝TτyT+RτyR，它们最有可能给出透射时间τT、反射时间τR．τyT,τyR与势垒的对称性有关，等式τyT＝τyR是否成立与势垒是否对称有关．
利用Larmor钟方法计算了一维复合势垒系统中的隧穿时间．从计算结果，对由Larmor钟所定义的Larmor时间在复合势垒中的有效性、可加性，以及它们与透射时间τT、反射时间τR、逗留时间τD的关系作了讨论．6个Larmor时间中，τxT,τxR,τyT和τyR都不是有效的时间量，它们不能为隧穿时间提供有效的描述，只有τyT和τyR满足可加性和判据τD＝TτyT+RτyR，它们最有可能给出透射时间τT、反射时间τR．τyT,τyR与势垒的对称性有关，等式τyT＝τyR是否成立与势垒是否对称有关．
在GaAs(001)衬底上，用分子束外延生长Sb(111)薄膜，用反射式高能电子衍射仪原位监控生长过程，用透射电子显微镜观察薄膜结构，并用van der Pauw方法测量了电阻率随生长温度的变化，观察到Sb薄膜半金属/半导体转变及其量子尺寸效应．
在GaAs(001)衬底上，用分子束外延生长Sb(111)薄膜，用反射式高能电子衍射仪原位监控生长过程，用透射电子显微镜观察薄膜结构，并用van der Pauw方法测量了电阻率随生长温度的变化，观察到Sb薄膜半金属/半导体转变及其量子尺寸效应．
研究了沉积在液体基底表面上的银原子的扩散和凝聚特性．实验结果表明：银原子在液体表面先形成准圆形的团族，然后通过无规扩散而逐渐凝聚成具有分枝状的凝聚体．准圆形团簇的平均半径以及凝聚速率均随沉积速率的变化而变化．还提出了一个凝聚速率概率模型，计算结果与凝聚速率的实验曲线相符合．
研究了沉积在液体基底表面上的银原子的扩散和凝聚特性．实验结果表明：银原子在液体表面先形成准圆形的团族，然后通过无规扩散而逐渐凝聚成具有分枝状的凝聚体．准圆形团簇的平均半径以及凝聚速率均随沉积速率的变化而变化．还提出了一个凝聚速率概率模型，计算结果与凝聚速率的实验曲线相符合．
研究了高温热处理对BPSCCO-2223超导体高温电阻率的影响，观察到电阻率的奇异变化．实验结果表明，高温氮气退火，除Bi-O层外，Cu-O层也发生脱氧，同时伴随金属离子的运动．氧含量和氧重布及金属离子的运动引起了BPSCCO-2223相微结构的多样性．
研究了高温热处理对BPSCCO-2223超导体高温电阻率的影响，观察到电阻率的奇异变化．实验结果表明，高温氮气退火，除Bi-O层外，Cu-O层也发生脱氧，同时伴随金属离子的运动．氧含量和氧重布及金属离子的运动引起了BPSCCO-2223相微结构的多样性．
研究了掺杂Ti对α″-Fe16N2相稳定性的影响，发现适量Ti掺杂有利于α″-Fe16N2相的形成．理论分析表明，掺杂适量Ti元素后含Ti的α″-(Fe,Ti)16N2相的生成焓降低，使α″相的稳定性提高，也使α″相更易制备．Ti浓度为3—15at％的(FeTi)-N薄膜具有高饱和磁化强度，μ0Ms=2.3—2.5T．
研究了掺杂Ti对α″-Fe16N2相稳定性的影响，发现适量Ti掺杂有利于α″-Fe16N2相的形成．理论分析表明，掺杂适量Ti元素后含Ti的α″-(Fe,Ti)16N2相的生成焓降低，使α″相的稳定性提高，也使α″相更易制备．Ti浓度为3—15at％的(FeTi)-N薄膜具有高饱和磁化强度，μ0Ms=2.3—2.5T．
利用Langmuir-Blodgett技术制备的半花菁有机分子超薄膜中存在电滞回线和热释电效应．通过电荷积分法测量其热释电系数在室温下约为12μC·m-2·K-1．利用偏振红外吸收光谱研究了有机超薄膜中半花菁分子取向结构随温度变化的关系．讨论了热释电性产生的微观机理.
利用Langmuir-Blodgett技术制备的半花菁有机分子超薄膜中存在电滞回线和热释电效应．通过电荷积分法测量其热释电系数在室温下约为12μC·m-2·K-1．利用偏振红外吸收光谱研究了有机超薄膜中半花菁分子取向结构随温度变化的关系．讨论了热释电性产生的微观机理.
在200 keV重离子加速器上，用120—360 keV的H,N,Ar和Mo离子注入C60薄膜．对注入后薄膜的拉曼谱进行了分析．结果表明，不同离子注入C60薄膜后，C60的1469 cm-1特征峰随注入剂量的增加均呈指数式下降，同时在1300—1700 cm-1范围出现非晶碳峰，并逐渐增强，最终完全非晶化．而且1469 cm-1拉曼峰的强度及C60薄膜完全非晶化所对应的剂量与注入离子的种类和能量有关．进一步的分析表明，C60分子的损伤主要是由注入离子的核能量转移所造成，与电子能量转移无关．H离子注入C60薄膜后，1469 cm-1处特征拉曼峰向短波方向非对称展宽，这可能是注入的H离子通过电子能量转移使C60分子发生聚合的结果.
在200 keV重离子加速器上，用120—360 keV的H,N,Ar和Mo离子注入C60薄膜．对注入后薄膜的拉曼谱进行了分析．结果表明，不同离子注入C60薄膜后，C60的1469 cm-1特征峰随注入剂量的增加均呈指数式下降，同时在1300—1700 cm-1范围出现非晶碳峰，并逐渐增强，最终完全非晶化．而且1469 cm-1拉曼峰的强度及C60薄膜完全非晶化所对应的剂量与注入离子的种类和能量有关．进一步的分析表明，C60分子的损伤主要是由注入离子的核能量转移所造成，与电子能量转移无关．H离子注入C60薄膜后，1469 cm-1处特征拉曼峰向短波方向非对称展宽，这可能是注入的H离子通过电子能量转移使C60分子发生聚合的结果.
利用Brenner半经验多体相互作用势和分子动力学模拟方法，研究了乙块（C2H2）分子在金刚石（001）-（2×1）重构表面上的碰撞动力学过程与化学吸附构型的关系.观察到C2H2在金刚石表面的6种吸附结构.约95％的吸附呈C2H2与表面形成两个σ单键的形式.讨论了轰击能量、入射位置及金刚石表面原子的空间位形对各种吸附构型形成的影响.还给出了化学吸附过程的分子快照，并讨论了C2H2分子与表面的能量交换关系.
利用Brenner半经验多体相互作用势和分子动力学模拟方法，研究了乙块（C2H2）分子在金刚石（001）-（2×1）重构表面上的碰撞动力学过程与化学吸附构型的关系.观察到C2H2在金刚石表面的6种吸附结构.约95％的吸附呈C2H2与表面形成两个σ单键的形式.讨论了轰击能量、入射位置及金刚石表面原子的空间位形对各种吸附构型形成的影响.还给出了化学吸附过程的分子快照，并讨论了C2H2分子与表面的能量交换关系.