理想多自由度无相互作用费米气体系统的量子纠缠

对理想的具有自旋1/2和赝旋1/2两自由度费米气体系统的两体纠缠进行研究.结果表明:态空间的扩大,导致系统不超过4个费米子间的两体纠缠表现出类似于自旋1/2自由度的费米气体系统中两费米子间的纠缠分布,而完全不同于其对应的多个费米子间的约化两体纠缠分布;系统两费米子间纠缠存在的相对距离比单个自旋1/2自由度系统时增加了约1.7倍,并且由于两费米子间任一自由度的子纠缠始终为零,因此其中一个自由度的两费米子的子纠缠或量子关联来自于系统的相互作用.     

含能流的各向同性XY链中的基态纠缠

分析了含能流的横磁场三比特各向同性XY自旋链的基态纠缠.发现随着外磁场的变化,系统会发生量子相变.以三比特系统为例给出有效哈密顿量的能谱,讨论了体系基态纠缠随λ的变化.当λ＜3/3时,在相变点处基态由W态跳跃到非纠缠态,此时自旋链中没有能量流动.当3/3≤λ≤3时,在能级交错点处发生量子相变,体系由非能流相进入能流相,同时基态由W态ф1跳跃到另一W态ф5;此时,由于能流的影响,使得基态保持在W态,而不再处于非纠缠态;并且随着λ的增大,系统将在更大范围内处于能流相.当λ＞3时,基态波函数表示为ф5,系统完全处于能流相.     

横磁场中各向同性XY链的基态纠缠研究

分析了横磁场中各向同性XY自旋链的基态能量和纠缠问题。研究发现,三量子比特系统中存在一个相变点,此点上,基态能量和纠缠可发生量子相变,基态从W态进入非纠缠;而四量子比特系统存在两个相变点,基态的能量和纠缠均可在相变点处发生量子相变,使纠缠性质发生改变。随着磁场强度的增大,基态纠缠逐渐减小,直到完全消失。四比特系统纠缠的减小要比三比特系统纠缠减小的速度缓慢。     

三量子位Heisenberg XXX链中杂质对纠缠的影响

研究了含杂质三量子位Heisenberg XXX 链中的纠缠现象,并给出了纠缠C的解析表达式.结果发现对杂质格点与正常格点间的纠缠,C只存在于J1＞J(当J＞0时)和J1＞0(当J＜0时)两个区域,且在这两个区域内纠缠C和纠缠存在的临界温度Tc均随着J1的增大而增大;当J1(≥)|J|时,C=0.5,Tc=3.41448 J1.对正常格点间的纠缠,C只存在于J＞0且-2J＜J1＜J,在该区域内随着J1的增大,纠缠C和纠缠存在的临界温度Tc均先增大而后逐渐减小为零,当J1=0时它们分别达到最大值Cmax=(e4J/T-3)/(e4J/T+3)和Tcmax=4J/ln3.     

自旋对三角势量子点中束缚磁极化子性质的影响

本文采用Hubreches'修正的线性组合算符方法,研究了电子自旋-轨道相互作用对三角势量子点中束缚磁极化子基态性质的影响.考虑电子自旋效应时,得到了三角势量子点中束缚磁极化子的基态能量随量子点受限长度,电子场密度和磁场之间的变化关系.结果表明:当考虑自旋影响时,磁极化子的基态能量由三部分组成.并且束缚磁极化子的基态能量、自旋向上分裂能和向下分裂能都随电子场密度的增大而减小,随磁场强度的增大而增加;在相同的量子点受限长度下,束缚磁极化子基态能量、自旋向上(向下)分裂能都随库仑束缚势的增大而减少.     

含能流的三比特伊辛自旋链中的基态纠缠

研究了含能流的三比特伊辛自旋链中的基态纠缠。在体系中引入能流后,磁场的变化将会导致系统进入能流相。基态纠缠在相变临界点处发生突变,两粒子之间的纠缠由于能量的流动而得到增强。     

混自旋σ=3/2和S=2与σ=3/2和S=5/2Ising系统基态性质的比较

研究了混自旋σ=3/2和S=2与混自旋σ=3/2和S=5/2两种Ising系统的基态性质.根据能量最低原理,通过比较各种可能基态构型的基态能,确定出了系统的基态相图.并得到了基态能Eg随DA/(zJ)和DB/(zJ)的变化规律.结果表明,对于混自旋σ=3/2和S=2 Ising系统可存在无序相,而对于混自旋σ=3/2和S=5/2 Ising系统只存在有序相.两种系统的基态能均随着DA/(zJ),DB/(zJ)值的变大而线性升高,但不同区域的斜率不同.DA/(zJ),DB/(zJ)值越大,基态能升高得越慢.此外发现对于混自旋σ=3/2和S=2 Ising系统存在4种构型共存点(0.5,0.5),...     

二维反铁磁Kagomé晶格系统物理性质的理论研究

利用自洽的格林函数理论,在Heisenberg模型下讨论了二维反铁磁Kagomé晶格的基态能、静态磁化率和摩尔热容等物理性质,得到每个格点的自旋液体基态能Eg/NsJ=-0.859 2,仅仅比最好的数值模拟结果大3%.在温度稍低的区域内,静态磁化率的倒数随温度升高而增大,并且在较高温度时呈线性增加.在较低温度时,摩尔热容随温度增加而增加,但在某一温度时,它将达到最大值,此后随着温度的增加而减小.这与实验结果符合得很好,支持了二维反铁磁Kagomé晶格Heisenberg模型的基态是没有长程序的结论.     

Rashba效应影响下半导体量子点中强耦合极化子的声子平均数

采用改进的线性组合算符方法，研究了Rashba效应影响下半导体量子点中强耦合极化子的光学声子平均数．导出在电子-体纵光学声子（LO）强耦合时抛物量子点中极化子的光学声子平均数、振动频率、相互作用能和有效质量随受限强度和Rashba自旋-轨道耦合常数的变化．数值计算结果表明Rashba自旋-轨道相互作用使极化子的有效质量、基态能分裂为上下两支，随耦合常数的增加极化子基态能量、有效质量表现为增加和较少两种截然相反的情形；Rashba自旋-轨道相互作用影响下强耦合极化子的光学声子平均数随量子点的受限强度、电子声子耦合强度增大而增大，极化子的相互作用能随受限强度的增加先急剧增加，当达到极值后随受限强度的增加而急剧减少．     

S＝1铁磁模型中阻挫和各向异性引起的量子相变

利用密度矩阵重整化群(density matrix renormalization group,DMRG)方法研究近邻作用为铁磁耦合、次近邻为反铁磁耦合的一维S=1的各向异性海森堡自旋模型.计算了该系统的基态能、z轴自旋关联函数和面内自旋关联函数.结果表明:各向异性值Δ和阻挫α的相互作用使得系统基态发生相变;在低阻挫区域,Δ>1时系统为铁磁相,0<Δ<1时基态处于自旋液体相;在阻挫较大的区域,自旋关联函数随距离的增大呈现指数函数形式衰减,且具有周期振荡特征,与自旋S=1/2的结果形成鲜明的对比.     

二维反铁磁Kagomé啨晶格系统物理性质的理论研究

利用自洽的格林函数理论 ,在Heisenberg模型下讨论了二维反铁磁Kagom啨晶格的基态能、静态磁化率和摩尔热容等物理性质 ,得到每个格点的自旋液体基态能Eg/NsJ =- 0 .85 92 ,仅仅比最好的数值模拟结果大 3% .在温度稍低的区域内 ,静态磁化率的倒数随温度升高而增大 ,并且在较高温度时呈线性增加 .在较低温度时 ,摩尔热容随温度增加而增加 ,但在某一温度时 ,它将达到最大值 ,此后随着温度的增加而减小 .这与实验结果符合得很好 ,支持了二维反铁磁Kagom啨晶格Heisenberg模型的基态是没有长程序的结论     

量子态在包括长程相互作用磁耦极相互作用系统中传输的研究

分析了量子态在包括长程相互作用自旋系统中的传输过程,分自旋传输系统处于基态和热平衡态两种不同情形进行讨论.通过自旋系统随时间的自由演化,不需要对系统进行其它的操作,就可以实现量子态从自旋链一端向另一端的传输.再选择合适的时间进行测量,可以提取得到保真度接近1的量子态.初始时刻自旋系统处于基态时,保真度随着测量时间呈准周期变化,并在0.5~1之间震荡.当自旋传输系统处于热平衡态时,最大保真度随着温度的降低而升高.无论体系初始时刻是处于基态还是处于热平衡态,当系统处于适当的外加恒定磁场中,传输效率都会提高.     

半导体量子点中磁极化子基态能修正的温度效应

采用Larsen方法研究了半导体量子点中磁极化子基态能量的温度效应．在有限温度下导出了磁场内半导体量子点中电子—体纵光学(LO)声子相互作用系统的基态能量及二级微扰能量修正．讨论了磁场、量子点尺寸以及温度对半导体量子点中电子—体纵光学(LO)声子相互耦合磁极化子的基态能量影响．为了更清楚、直观地说明半导体量子点中磁极化子的性质，以GaAs半导体为例进行了数值计算，得到在强磁场的作用下半导体量子点中电子—体纵光学(LO)声子耦合系统的基态能量修正与磁场强度、量子点厚度及温度的关系曲线．结果表明：强磁场中电子—体纵光学(LO)声子相互耦合磁极化子的基态能量修正随磁场强度的增加而增大，随量子点厚度的增加而减少，随温度的升高而增大。     

准一维有机铁磁体中的电荷密度和自旋密度分布

考虑格点间的电子—电子Coulomb排斥及非最近邻电子跳跃相互作用 ,对具有链间耦合的准一维有机铁磁体系统的电荷密度和自旋密度的分布进行了研究。结果表明 ,格点间的电子—电子Coulomb排斥相互作用将导致电荷密度和自旋密度在系统的主链不同格点及侧自由基之间转移 ;两条相邻的链的对应格点间的链间耦合相互作用使电荷密度和自旋密度在主链格点以及侧自由基间发生重新分布的规律相反 ,且在主链格点以及侧自由基间转移的电子均为自旋向下的电子。     

准一维有机铁磁体中的电荷密度和自旋密度分布

考虑格点间的电子—电子coulomb排斥及非最近邻电子跳跃相互作用，对具有链间耦合的准一维有机铁磁体系统的电荷密度和自旋密度的分布进行了研究。结果表明，格点间的电子—电子coulomb排斥相互作用将导致电荷密度和自旋密度在系统的主链不同格点及侧自由基之间转移；两条相邻的链的对应格点间的链间耦合相互作用使电荷密度和自旋密度在主链格点以及侧自由基间发生重新分布的规律相反，且在主链格点以及侧自由基问转移的电子均为自旋向下的电子。     

在分子自旋量子系统中的可控多体纠缠态

在由N＋1个相互作用的反铁磁分子环构成的量子自旋系统中,可以调控1种多体纠缠态。N个周边分子环的电子自旋和1个中心分子环的电子存在相互交换,从而在分子间形成可调的相互作用。通过整个系统的有效自旋哈密顿量解析得出系统的量子动力学行为。研究发现在量子涨落的条件下,1种高精度的形纠缠态可以被制备出来。通过控制分子间的相互作用,这种多体纠缠态也可以从一些分子环传输到其他分子环上。     

一维XXZ环形自旋链中的量子关联

研究了系统尺度L=8的一维XXZ环形自旋链中的两体和多体量子纠缠以及两体量子失协，在这个过程中，充分考虑了温度和粒子间隔对纠缠和量子失谐的影响．结果发现，同种情况下，三体和四体纠缠比两体的更加“强壮”，且在低温条件下，利用多体纠缠可以探测到系统发生量子相变的临界点．与纠缠相比，量子失谐可以在较高温度下存在，且在相变点处总是表现出尖峰行为，这使得量子失谐在探测相变点方面更具优越性．     

J1-J2团簇的数值模拟研究

采用严格对角化方法计算了由几十个格点自旋构成的量子自旋团簇的基态总自旋. 在无阻挫情形,基态总自旋并不等于团簇的最低可能总自旋,而是取一个较大的值. 这意味着即使对于具有纳米尺寸的团簇,量子涨落也不破坏基态的经典奈尔序. 若在团簇中引入阻挫,则将诱导从奈尔序到自旋无序的量子相变,该相变可以通过基态总自旋的变化进行描述和标记. 计算表明,由于在相变点存在能级交错,故该量子相变应该是一级相变. 从团簇的数值计算结果可以推断对于二维无限J1-J2模型,临界点在J2/J1=0.3762(±0.0002)处. 这一结果比以前的解析近似研究和有限系统标度分析的结果更为精确.     

耗散腔场中两原子间的纠缠特性

研究了在大失谐条件下一位于能量耗散腔中,两个二能级原子与单模辐射场相互作用系统中原子间纠缠的时间演化特性,讨论了两原子的初始状态、腔场衰变常数以及光场的平均光子数对原子纠缠度的影响．结果表明：当两原子均处于激发态或基态时,两原子始终处于分离状态;而当两原子初始均处于激发态与基态的相干叠加态时,腔场损耗对原子纠缠度的影响随时间的演化逐渐消失,但原子偶极一偶极相互作用使原子间的纠缠程度得到加强．     

掺杂对一维反铁磁海森堡自旋链性质的影响

应用三子格的自旋波理论和格林函数方法研究了由掺杂形成的准一维自旋1/2的反铁磁海森堡系统,得到系统存在3支自旋波激发谱,其中1支没有能隙,2支有能隙;在长波近似下,这3支自旋波激发谱与波矢k成平方关系,系统的低温比热为C∝T1/2关系,其基态具有磁性长程序,这都不同于未掺杂的一维自旋1/2的反铁磁海森堡链模型系统.对系统磁性序的研究表明,T=0是相变点,Mermin-Wagner定理对于该系统成立.