铁磁/半导体/铁磁隧道结中的隧穿磁电阻

采用相干量子输运理论和传递矩阵方法研究了具有不同自旋指向的极化电子渡越铁磁/半导体/铁磁隧道结的隧穿几率和隧穿磁电阻。研究表明隧穿几率和隧穿磁电阻随半导体长度的改变发生周期性变化、随Rashba自旋轨道耦合强度的改变发生准周期变化,并且在两铁磁电极中磁矩取向平行时,选择适当的半导体的长度和Rashba自旋轨道耦合强度可以得到较大的隧穿磁电阻。     

铁磁/半导体/铁磁异质结构的自旋极化输运

采用相干量子输运理论和传递矩阵方法,研究了具有不同自旋指向的极化电子渡越铁磁/半导体/铁磁异质结构的隧穿几率和自旋极化率.研究表明,隧穿几率和自旋极化率随半导体长度的改变发生周期性变化、随Rashba自旋轨道耦合强度的改变发生准周期变化,并且在2铁磁电极中磁矩取向平行时;选择适当的半导体的长度和Rashba自旋轨道耦合强度可以得到较大的自旋极化率.     

约瑟夫森结中的涡旋动力学特性

利用周期瞬子方法从理论上研究了环状偏流约瑟夫森结中的单个涡旋隧穿特性.将涡旋在约瑟夫森结中的运动简化为一个粒子在特定势阱中的运动,由于涡旋可以从阱中逃逸,这就使得涡旋在阱中的能态是不稳定的.理论上指出,正是由于涡旋的隧穿,使得涡旋所处的能态是亚稳态,该能态是一个复数,其虚部正比于能态的衰变率.通过理论计算得出:在温度较高的情况下,涡旋进行的是热隧穿,在低温条件下,涡旋的逃逸只能通过量子隧穿的方式.还指出过程中系统随着温度的降低,通过二阶转变过程从热隧穿过渡到了量子隧穿.     

基于量子算符涨落的非线性隧穿效应

本文主要讨论玻色-爱因斯坦凝聚体系(BECs)中关于量子算符涨落的非线性隧穿效应.通过数值模拟对称双势阱中BECs粒子与非线性作用的演化关系,可以得到在引入量子的算符涨落后,体系同样表现出Josephson效应和自囚禁现象.该理论极大地补充了基于平均场描述和量子描述下的非线性隧穿效应,为BECs的非线性隧穿效应的实验研究提供了理论依据.     

强场中真空正负电子对产生的低密度近似

在空间均匀含时的强外场下真空正负电子对产生的研究中, 从散射势转变点的角度, 严格证明了源于量子Vlasov方程的低密度近似方法(low density approximation, LDA)与半经典的WKB (Wentzel-Kramers-Brillouin)方法等价．通过对典型例子进行数值计算和说明, 对这2种方法的等价性进行了检验．当有较多转变点时, WKB积分变得烦琐, 相较而言, LDA更具有计算优势．本研究将量子动力学过程和量子隧穿过程联系起来, 有助于深入理解强场下真空中正负电子对的产生过程．      

隧穿方法和quintessence物质环绕Reissner-Nrdstrom黑洞的修正熵

利用隧穿方法,给出了有quintessence物质环绕的Reissner-Nrdstrom黑洞经典霍金温度的量子修正,进而利用热力学第二定律计算了经典Bekenstein-Hawking熵及其量子修正,所得结果主要由经典黑洞熵及其对数修正项和非对数修正项三部分组成.     

广义测不准关系对电子自旋极化输运性质的影响

基于广义测不准关系下的量子理论,研究了电子在FM/FI/FM构成的磁性隧道结中的输运过程中隧穿电导随两铁磁层磁矩与势垒分子场夹角的变化趋势。结果表明广义测不准关系下得到的隧穿电导的值与通常量子理论有很大不同,隧穿磁阻的最小值大于通常量子理论的结果,同时在分子场夹角θ1=0,θ2=π和θ1=π,θ2=0处,隧穿磁阻的值小于通常量子理论的值。     

单轴应力下应变量子阱结构的共振隧穿特性

研究了应变对量子阱结构的遂穿电流的影响，考虑应变对介电常数、有效质量，晶格常量等物理量的影响，由变分法计算了AIGaAs／GaAS应变量子阱的隧穿系数随外加应变变化．计算结果表明，应变对量子阱结构的隧穿系数有着极为重要的影响，根据这些变化，可以选取检测的敏感点．     

从对称到非对称双势阱中量子隧穿特性的研究

利用二能级近似通过对对称和非对称双势阱波函数的研究,揭示了基态和激发态量子隧穿随外场变化的规律。对称势阱内的量子隧穿是自发的、活跃的。非对称势阱内,即使附加静电场相当小时波函数就出现了定域,量子隧穿现象完全消失。根据波函数的动态定域特点得到了量子隧穿的动态消失过程。     

铁磁体/有机体/铁磁体三明治结构的隧穿磁电阻

对铁磁体/有机体/铁磁体三明治结构的隧穿磁电阻进行了研究.考虑有机层对自旋的过滤作用,用Slonczewski自由电子理论模型计算了不同的隧穿势垒下在高自旋过滤因子和低自旋过滤因子两种情况隧穿磁电阻随有机层厚度的变化.计算结果供设计新的有机自旋电子器件参考.     

小切深条件下磨削加工表面的温度场及表面完整性

基于矩形热源模型对小切深磨削加工表面温度场进行了建模及数值仿真.采用45钢作为工件材料,研究了磨削过程中不同磨削参数条件下工件表层温度场分布规律及表层金相组织特征.结果表明:在小切深条件下,磨削区的最高温度随着磨削深度的增加或者工件速度的降低而增大,磨削深度对表层最高温度的影响大于工件速度的影响;工件速度对表层温度梯度的影响大于磨削深度的影响,磨削区温度并未完全达到相变温度.     

CTH:YAG激光器Tm-Ho准热平衡体系反转跃迁因子的数值模拟分析

为了分析Cr,Tm,Ho:YAG激光器(以下简称CTH:YAG)系统中各种离子受激跃迁时的温度特性,从CTH:YAG激光器的适配激光速率方程出发,针对准三能级特性及Tm-Ho准热平衡体系特点,提出了反转跃迁因子的概念.采用数值模拟的方法,得到了其温度特性曲线,分析了反转跃迁因子的温度特性及其与体系储能的关系.结果表明,CTH:YAG的反转跃迁因子是温度的非线性减函数,且存在动态截止温度使得反转跃迁无法进行;截止温度与Tm-Ho准热平衡体系中的储能成正比,反转跃迁因子也随着Tm-Ho准热平衡体系的储能增大而增大;铥钬浓度比1:1是体系储能实现反转跃迁的临界点.所得结果为研究CTH:YAG激光器的温度敏感特性提供了理论依据,同时对改善和优化CTH:YAG激光器性能具有指导价值.     

相变潜热测量的扫描速率依赖性：RbNo3在结构相变中的热耗散

用差分扫描量热仪(DSC)测量了硝酸铷在380K至460K温度范围内升、降温过程中的三角(α)立方(β)结构相变。所用的扫描速率为1.25～40K/min。结果表明,升温相变的潜热(吸热)大于降温相变的潜热(放热),其差值△Q(Cal/g)随扫描速率的增大而增大。用结构相变中的热耗散对实验结果进行了解积。因此,可以用本文的方法来研究一级相变过程的不可逆耗散。     

The order of the quantum chromodynamics transition predicted by the standard model of particle physics

Quantum chromodynamics (QCD) is the theory of the strong interaction, explaining (for example) the binding of three almost massless quarks into a much heavier proton or neutron--and thus most of the mass of the visible Universe. The standard model of particle physics predicts a QCD-related transition that is relevant for the evolution of the early Universe. At low temperatures, the dominant degrees of freedom are colourless bound states of hadrons (such as protons and pions). However, QCD is asymptotically free, meaning that at high energies or temperatures the interaction gets weaker and weaker, causing hadrons to break up. This behaviour underlies the predicted cosmological transition between the low-temperature hadronic phase and a high-temperature quark-gluon plasma phase (for simplicity, we use the word 'phase' to characterize regions with different dominant degrees of freedom). Despite enormous theoretical effort, the nature of this finite-temperature QCD transition (that is, first-order, second-order or analytic crossover) remains ambiguous. Here we determine the nature of the QCD transition using computationally demanding lattice calculations for physical quark masses. Susceptibilities are extrapolated to vanishing lattice spacing for three physical volumes, the smallest and largest of which differ by a factor of five. This ensures that a true transition should result in a dramatic increase of the susceptibilities. No such behaviour is observed: our finite-size scaling analysis shows that the finite-temperature QCD transition in the hot early Universe was not a real phase transition, but an analytic crossover (involving a rapid change, as opposed to a jump, as the temperature varied). As such, it will be difficult to find experimental evidence of this transition from astronomical observations.     

稀酸水解木质素的热失重特性及其动力学分析（修改稿）

利用热重分析法对稀酸水解木质素的热解行为进行了研究,探讨了这种工业木素在不同升温速率时的热解特性及升温速率对热解反应的影响,并根据微分热重曲线,建立了动力学模型,计算热解反应的动力学参数。结果表明：稀酸水解木质素的热解过程可以分为脱水、保持、剧烈失重和缓慢失重4个阶段,在低温区有一个强烈失重峰,根据Coats-Redfern法来描述热解过程并计算出稀酸水解木质素在不同升温速率下的热解动力学参数,其动力学模型可用2个一级反应表示。     

岩石温度对盘形滚刀掘进参数破岩特性的影响

为了研究在岩石温度变化条件下盘形滚刀掘进参数对破岩特性的影响,以颗粒流理论为平台,从细观角度上建立了基于岩石温度变化的盘形滚刀热力学破岩数学模型,模拟了不同工况下岩石裂纹生成、扩展和岩渣形成的全过程,并对掘进参数对破岩特性的影响规律进行了研究,从细观角度解释了不同岩石温度下滚刀的破岩机制.利用直线式TBM滚刀破岩实验台,通过实验验证在岩石温度变化条件下掘进参数对滚刀破岩的影响规律是否与数值模拟有较好的一致性.研究结果表明:1)岩石温度升高,降低了岩石硬度、强度等力学性质,破岩时裂纹数增多且微裂纹迅速扩展,降低了滚刀破岩载荷,提高了破岩效率;2)低贯入度时,岩石不容易被侵入破碎;随着岩石温度的升高,岩石越来越容易挤压破裂;随着贯入度增加,失效区域进一步扩大,破岩效率提高;3)滚刀之间的协同作用随刀间距的增加而减弱,最优刀间距随岩石温度的升高而增加,随贯入度的增大而增加;4)提高岩石温度能增强滚刀之间的协同作用,提高破岩效率.     

矩形顶管掘进地层变形规律数值模拟研究

矩形顶管具有高利用率、扰动小、造价低等优点,被广泛应用于浅埋地下工程施工中。但目前的研究多利用力的控制,不能够对地表沉降进行准确预测。基于此,依托苏州某矩形顶管项目,采用等代层模拟地层损失,位移控制法实现顶管动态顶进,建立矩形顶管三维动态数值模型,研究顶管施工对地表横向和纵向变形的影响规律。在此基础上,进一步研究摩擦系数、内摩擦角以及粘聚力等敏感性参数对地表变形的影响规律。并结合工程实测数据,验证数值计算结果的正确性。研究结果表明：顶管掘进过程中掌子面前方土体隆起,后方沉降,顶管施工完成后地表横向呈现整体沉降,沿中轴线对称分布,地表变形与摩擦力成正比,与土体内摩擦角、粘聚力成反比。     

生物质焦与煤混合燃烧特性及动力学分析

利用热重分析天平,采用非等温燃烧的方法对生物质热解产物——生物质焦与两种无烟煤混合试样的燃烧特性及其反应动力学参数进行了实验研究,考察了不同配比的混合试样的着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度和最大燃烧速率等燃烧特征参数,求出了反应的动力学参数活化能Ea和指前因子A.结果表明:活化能和指前因子均随混煤中生物质焦比例的增加而降低,存在动力学补偿效应;煤中掺入生物质焦后,试样燃烧的第一阶段和第二阶段的活化能分别呈现出"U形"曲线和"阶梯形"曲线的规律,且对混合燃料热解过程的作用要优于对固定碳燃烧过程的作用;活化能的计算表明生物质焦的存在有助于改善煤的着火性能,对煤的燃烧有催化促进作用.     

高温超导体热稳定性的数值仿真及实验

超导体的最小触发能量(MQE)和最小传播电流(I_(min))是描述超导体稳定性和自我保护能力的两个重要参数.应用有限元方法(FEM)对高温超导体Bi2223/Ag带材的热稳定性进行了数值仿真,并与实验进行了对比.研究表明,通过建立合适的热分析模型,用计算机能够方便地模拟出超导体在失超过程中由超导态转变到正常态的温度变化过程,进而估算出最小触发能量和最小传播电流,结果发现数值仿真与实验结果基本一致.这对高温超导体的实际应用有重要的理论意义和参考价值.     

半导体材料特性和参数研究

提出超晶格(AlAs/GaAs)和应变超晶格（Gex-Si,InxGa1-xAs/GaAs)光伏效应的机理,测量了不同温度下的光伏谱,光伏曲线反映了台阶二维状态密度分布并观察到跃迁峰。计算了导带和价带子带的位置和带宽,根据宇称守恒确定光路迁选择定则,对路迁峰进行指认。研究了光伏随温度变化、激子谱峰半高宽随温度和阱宽的变化,讨论谱峰展宽机制中的声子关联,混晶组分起伏及界面不平整对线宽的影响。测量了元素和化合物半导体单晶材料的室温、低温下的表面光电压谱,推导了有关计算公式,计算得出电学参数（L、n0 、μ、S、W）、深能级和表面能级位置、带隙和化合物组分;分析了电学参数的温度关系;由双能级复合理论,研究了少子扩散长度与深能级关系,计算了深能级浓度和参数。在不同条件下研制了二氧化锡/多孔硅/硅（SnO2/PS/Si)和二氧化锡/硅（SnO2/Si),测量了它们的光伏谱,分析表明它们存在着异质结。当样品吸附还原性气体（H2、CO、液化石油气）时,光电压有明显变化,因此可做为一种新的敏感元件。分析了它们的吸附机理,计算了有关参数。