一维原子链的热导模拟

提出新的碰撞模型，通过模拟几种只含两种质量粒子的一维链的能量传递，研究质量分布对热导的影响．得出的T-N图显示质量比在1到3之间时，链上的温度分布存在部分梯度，当质量比大于3时．链上粒子的温度分布不存在梯度，整体处于单一温度值T附近，而且平均温度仅与链上粒子的质量分布有关．     

含有氧杂质Cu单原子链的力学和电子特性

基于第一性原理计算研究了一维Cu线性原子链与氧原子和氧分子的相互作用,给出了包含氧杂质的原子链系统的力学和电子特性.氧原子和氧分子与原子链中的Cu原子间形成稳定的强化学键,所形成的Cu—O键具有离子键特性.在轴向应力拉伸过程中,包含氧杂质原子链的断裂一般发生在远离氧原子或氧分子的Cu—Cu键处,因此,合适的有氧环境会有助于形成稳定的Cu原子链.     

一维介电原子链中的热传导研究

运用Ford-Kac-Mazur(FKM)方法对一维介电原子链进行了研究,在固定和自由边界条件下得到了热流的具体表达式,通过数值模拟,给出了不同条件下热流随体系大小的变化趋势。通过对比我们发现,边界条件、有序与无序对一维介电原子链的热传导有很大的影响。另外,傅里叶定律在简单的介电原子链中不成立。     

一维FPU模型的热传导

采用分子动力学方法分析一维FPU模型的热传导,以研究低维系统的热传导是否遵循Fourier热传导定律.结果表明:只有在两端温度较高的情况下,其温度才能呈现梯度分布,且热导率与链长呈指数关系;而如果两端温度很低,则不能形成梯度分布.     

无序材料直流电导中的无序作用机理

在单电子紧束缚无序模型基础上，建立一维无序材料电子跳跃输运直流电导率计算模型，并推导其直流电导率计算公式；通过计算材料的直流电导率，分析不同无序形式下无序度对材料直流电导率的影响，探讨无序在材料电子输运中的本质作用。计算结果表明，在对角无序情况下，无序材料的直流电导率随着无序度的增加而减小；当无序度较小时，电导率随材料无序度的变化有振荡行为；非对角无序材料的电导率小于对角无序材料的电导率，同时，在无序度较小的区域，材料的电导率呈现先增大后减小的特性；完全无序材料的电导率大于非对角无序材料的电导率而小于对角无序材料的电导率，且在完全无序情况下材料的电导率随无序度的变化关系与非对角无序情况下电导率随无序度的变化关系很相似；在无序度较大时，无论是对角无序、非对角无序还是完全无序情况下，无序度对电导率的影响均不明显。     

按非Fourier定律分析陶瓷薄膜受热沉积作用的热力耦合问题

考虑热传导的非Fourier定律,并且在温度控制方程中计入应变和应力变化的热效应,在应力本构方程中计入了温度变化的影响,得出了各向同性线性热弹性温度梯度非Fourier物质的热力双向耦合方程,且对有限厚度陶瓷薄膜,给出了边界受单一脉冲热沉积的典型一维瞬态问题的数值结果.讨论了延迟时间对温度增加量和应力分布的影响.主要结论:对陶瓷类介质,由于热渡波速和膨胀波波速有极大的数量级差异,热力耦合对传播速度影响甚微,即以十分接近热波波速和膨胀波波速传播.由于外加作用是以热学量给出的脉冲热沉积,因此传播的主要控制速度是热波波速.传播的力学量属高阶小量.     

具有在位势的一维单原子链中杂质引起的局域模

讨论具有在位势且含杂质的一维单原子链的局域振动.通过求解晶格振动方程组,分析在位势,杂质质量和杂质近邻力常数等参数共同影响下局域模的产生条件和振动特点,说明模的频移及局域程度与各参数的关系.     

一维纳米材料中电子局域态分布

从一维纳米随机链模型出发,在考虑近邻、次近邻相互作用的情况下,运用多对角全随机厄米矩阵求解方法计算了一维纳米材料的电子局域态中心位置.针对晶界无序度和晶粒大小,讨论了材料中的电子局域态分布.研究结果表明:局域态中心位置随能量的改变而改变,并且在不同的能量范围内局域态分布不同,在某些能量范围内,能量变化很小而局域位置变化很大,电子跳跃很容易发生,而在另一些能量范围内,能量变化很大但局域位置变化很小,电子跳跃难以发生,因而直接影响材料的导电、导热等性能;晶界无序度和晶粒大小对局域态分布影响很大,当晶界无序度变小时,体系趋向有序,局域态位置随能量的变化呈一定程度的周期性;而当晶粒粒径变小时,晶界的作用增强,无序作用也相应增强,局域态增多,分布密度增大.     

准一维无序体系电子局域化及输运特性

在单电子紧束缚近似下,利用多对角全随机厄米矩阵算法,结合负本征值理论和无限阶微扰理论及传输矩阵方法,研究准一维多链无序体系中电子波函数局域化特性及其电子输运特性。研究结果表明:由于格点能量无序,准一维多链无序体系电子波函数呈现出局域化特性;格点能量无序度减小会导致在中间能区发生退局域化现象,表现为在中间能区电子波函数的局域长度大于体系格点数,即出现扩展态,且出现扩展态的能量区间随着无序度的减小而增大的趋势;同时,随着链数的增加,体系有向退局域化方向发展的趋势;在中间能区电子输运透射系数较大,而在低能区及高能区透射系数较小,同时,格点能量无序与维度效应对体系的电子输运存在竞争效应,当体系格点数及链数一定时,体系的透射系数随着格点能量无序度的增大而减小,而当体系格点数及格点能量无序度一定时,准一维多链无序体系的透射系数随着体系链数的增大而增大。     

电场、磁场对二维无序系统电子输运的影响

研究了电场、磁场作用下,二维无序杂质系统电导的物理性质.电场的作用削弱了系统电导的"台阶"量子效应,随着中间散射区域尺寸的增大,系统电导随电子能量的变化振荡加剧;系统电导随着磁场的变化表现出周期性振荡行为,其振荡的剧烈程度随外部电压的增大而变小;受杂质散射的影响,系统电导随无序杂质质量分数的增大而减小.