含非均匀结构量子波导中6支振动模中的声子输运和热导

利用散射矩阵方法,研究非均匀结构调制的半导体量子波导中6支最低弹性声子模的输运系数与热导性质.研究结果表明:当4支最低声学声子模的截止频率为0Hz且当频率接近于0Hz时,透射系数总为1;当2支光学模的截止频率大于0Hz且当频率接近截止频率时,透射系数总为0;声子模的输运系数、量子化热导平台以及热导性质与量子点的结构密切相关;在极低温度下,扭转模的热导对结构最敏感,而随着温度的增大,压缩模与y方向的弯曲声学模的热导对量子点的结构最敏感;改变量子点的结构能有效调节6支单模的热导.     

石墨烯纳米带热导率的分子动力学模拟

采用非平衡态分子动力学方法研究了石墨烯纳米带的热导率随温度变化的关系.通过在纳米带长度方向上施加周期性边界条件,利用Tersoff作用势和Fourier定律计算热导率.由于模拟尺寸较小时热导率随纳米带长度的增加而单调增加,为了减小长度对石墨烯纳米带热导率的影响,采用倒数拟合的方法消除了尺寸效应.模拟结果表明,石墨烯纳米带热导率随温度升高逐渐减小,这与高温下Umklapp散射作用的增强有关.结果还表明,在实际宽度近似相等的条件下,锯齿形纳米带的热导率明显高于扶手椅形,且对相同类型的纳米带,其热导率随宽度的增加而增加,表明纳米带的手性和宽度是影响石墨烯纳米带导热性能的重要参数.     

单壁碳纳米管热导率几个问题的定量描述与分析

通过数据拟合,建立单壁碳纳米管的热导率与温度和管长的关系式、单位体积比热随温度变化的关系式,并进一步得出声子平均自由程随温度和管长变化的关系式.利用这些关系式定量分析热导率随温度和管长的变化,研究热导率—温度关系曲线达到峰值应当满足的条件以及影响峰值位置的因素.提出不同于指数函数的描述热导率的管长依赖性数学表达式,该式可以描述热导率随管长的增加趋于有限值的情形.定量分析声子平均自由程随温度和管长的变化,探讨热导率随管长增加趋于有限值的原因.     

多支LO声子作用对量子点中强耦合极化子基态能量的影响

本文采用线性组合算符和幺正变换方法研究了量子点中极化子的性质,得到了极化子的基态能量.考虑多支LO声子之间相互作用时,研究了多支LO-声子对量子点中极化子基态能量的影响.结果表明：极化子的基态能量随量子点受限长度的增大而减小;量子点受限长度随振动频率λ的增大而减小.在不同的量子点受限长度下,极化子的基态能量随量子点振动频率的减小而增大.考虑多声子相互作用时,基态能量的附加能量等于电子与多支声子耦合.     

石墨薄膜热导率的研究

通过对90K~350K温度下石墨薄膜热导率的数据进行拟合分析,从理论上预测了石墨薄膜热导率随温度的变化趋势.结果表明,当薄膜厚度可与声子平均自由程比拟时,石墨薄膜热导率的尺寸效应比较明显.该尺寸效应归因于薄膜的边界对载热声子散射作用的增强.     

三层一维非金属薄膜材料热传导效应的研究

从声子散射模型出发,用拉普拉斯变换法得到三层一维非金属薄膜在简谐温度边界条件下温度响应的解。通过算例分析,讨论了在微尺度条件下非金属薄膜的热响应特征。计算表明,热响应温度和热传播速度随特征参数E的变化而变化。在薄膜中不同位置处,当E<0.1时,波动特性明显,最高响应温度在波的传播方向上先减小后增大;当E>0.1时,最高响应温度持续减小。当E取较大值时,热传播速度也较大,达到最大响应温度的热响应时间几乎相同。而在薄膜后表面,热传播速度随E的增大而增大。另外,当E<0.25,最大热扰动响应温度随E的增大而减小;当E>0.25时,最大热扰动响应温度随E的增大而增大。     

基于第一性原理的碳纳米管热输运的计算

基于第一性原理的密度泛函理论方法对碳纳米管结构进行优化,计算出原子间的力常数.在此基础上,计算碳纳米管的声子色散关系,并且利用量子非平衡格林函数方法研究碳纳米管的热导.计算结果表明:随着碳纳米管管径的增大,碳纳米管的声子透射系数和热导均增大;然而对于碳纳米管平均单位面积热导,发现在低温区和高温区具有显著不同的性质:在低温区,不同手征类型的碳纳米管热导几乎接近;在高温区,锯齿型碳纳米管的单位面积热导随着管径的增大而增大,而扶手型碳纳米管的单位面积热导几乎不随管径的变化而变化.     

压力下Si/Ge超晶格热电材料的声子谱和群速度

利用面心立方模型和晶格动力学理论计算了Si/Ge超晶格材料的纵向(z)和横向(x)声学声子谱,用半解析的方法计算了声学声子传播的群速度.计算结果表明,纵向声子谱有简并的现象,横向声子谱没有简并,在布里渊区的中心和边界,纵向和横向声子的群速度几乎减小为零.引入流体静力学压力并修正应变存在时的力常数,研究了应变对超晶格材料声子谱和群速度的影响,结果表明,静压使声学声子的频率系统性上升,使声学声子的群速度明显增大.     

声学形变势表面磁极化子的温度特性

采用线性组合算符方法,讨论了极性晶体内与表面光学声子耦合强,与表面声学声子耦合弱的声学形变势表面磁极化子的温度特性,结果表明：振动频率随温度的升高而减小,诱生势随温度的升高而增大。     

微观粒子的隧穿效应

通过求解薛定谔方程,计算出微观粒子连续穿过两个方势垒的透射系数.数值计算表明：当入射能量低于两个势垒高度时,介于两个势垒高度时,高于两个势垒高度时,透射系数随两个势垒宽度和高度的变化均有变化.并且,在一定条件下,可以发生共振透射.最后得出,透射系数随势垒高度、宽度及粒子能量的变化而变化,与两个垒之间的距离无关.     

量子阱中弱耦合磁极化子的性质

采用线性组合算符及幺正变换方法,研究了无限深量子阱中弱耦合磁极化子的振动频率、基态能量和电子-LO声子相互作用能．对不同材料的量子阱进行了数值计算,结果表明：磁极化子的振动频率随回旋共振频率的增加而增大;电子-LO声子相互作用能随阱宽度的增加而单调增加,且在阱宽很小时变化显著,在阱宽较大时变化缓慢,最终趋于体材料的值;磁极化子的基态能量随阱宽和电子-声子耦合常数的增加而减小,随回旋共振频率的增加而增大．     

黑洞温度修正与黑洞寿命

讨论了在黑洞熵具有量子修正的情况下黑洞温度的修正,以及由此而引起的黑洞寿命的变化.研究发现,黑洞蒸发到普朗克质量时,温度降出现无限大,再减小质量时将出现负温,此时黑洞熵也将出现极小值.     

量子波动对CaTiO_3介电行为的影响

Barrett公式能较好的描述先兆性铁电体及其固溶体的介电常数随温度的变化特点.但在定量的描述上,对于CaTiO3其介电常数不能在整个温度范围内都与实验数据很好的相符,而且得到的居里温度是一个很大的负数.利用改进的Barrett公式,当CaTiO3晶体的零点振动能按照某一个规律由低温时一个较小值变化到较高温度时一个较大值时,上述问题可以得到圆满地解决.由此得到CaTiO3的零点振动是随温度变化的.     

冻融过程中重塑土水盐迁移试验研究

为探究盐渍土地基冻融过程中的水盐迁移规律,以内蒙古东部典型盐渍土为研究对象,通过改变土样冷端温度,初始含水率,干密度和含盐量等因素,进行室内重塑土单向冻结,双向融化试验。结果表明：试样温度的改变存在滞后性,离冷端越近,温度变化越敏感;在冻结过程中,土样初始含水率、干密度或者含盐量的增大,将造成冻结锋面的移动速度减小。试件水分迁移量随着初始含水率的增大而增大;当初始含水率较低时,冷端温度的变化对水分迁移影响较小,只有当初始含水率足够大时,迁移量才随着冷端温度的降低而增大;土溶液冻结和电导率突变存在关联性;含盐量的增加,会抑制水分迁移。试件整体盐分迁移量随着冷端温度的降低而增大;只有当冷端温度足够低时,盐分迁移量才会随着初始含水率的增大而增大;增大干密度会减少盐分迁移;含盐量的增多,使盐分往试件暖端方向汇聚。     

磁化状态和回火温度对铁磁性恒弹合金Q值的影响

讨论了磁化状态,冷变形量及回火温度对铁磁性恒弹合金的机械品质因数Q值的影响。采用半峰宽法计算试样的Q值。结果表明:磁饱和状态Q值最高,退磁状态Q值居中,剩磁状态Q值最低,Q值随冷变形量增加而升高。不同温度回火后,在某一回火温度Q值最大,且最大Q值所对应的回火温度随冷变形量增加逐渐向低温移动。同时研究了固溶温度对Q值的影响。     

超低渗透油层温度-应力-渗流的流固耦合效应

目的在于研究由于注入流体的温度过低而引起超低渗透油层渗透率和孔隙结构变化的温度-应力-渗流的流固耦合效应.实验选用了长庆超低渗油藏的岩心,在恒压和各种不同温度下测定了岩心的渗透率.实验结果表明:①随着温度的降低,岩心的渗透率不断降低,大约2/3的超低渗岩心在25℃左右时会出现裂缝直至断裂.在25~15℃温度段内,流体通过超低渗透多孔介质的渗透率对温度最敏感,其变化程度最大(要么降低的幅度最大,要么出现裂缝),且这种变化是部分不可逆的.②随着温度的升高,岩心的渗透率稍有增加,当温度再开始下降时,渗透率下降,温度下降到原始地层温度时渗透率的值比初始值要大,但增加的幅度不大.因此,注水开发低渗透和超低渗油田时应尽量避免冬季投产和施工作业.在正常的开发状态下应在合理的生产压差下,合理选择或保持适当的注水温度,尽量降低冷伤害对开发效果的影响,保持油藏的稳产和高产.     

有源介观电感耦合电路的本征态及热效应

研究了介观电感耦合电路中压缩态的产生及涨落压缩问题，如果电路参数电容和电感随时间变化，则有源电感耦合电路的本征态是压缩平移Fock态，当电路的频率不变时，电感增加，电荷的量子涨落有压缩，而电流的量子涨落无压缩，电感减小，电流的量子涨落有压缩，电荷的量子涨落无压缩，耦合电感有助于减小电流的量子涨落，温度上升使量子涨落增加，利用电容和电感的时间演化能够降低温度引起的热噪声。     

渗流条件下人工冻结模型试验研究

运用相似理论设计了不同的渗流速度,冻结管间距下冻结物理模拟试验,研究不同试验条件下渗流方向温度分布规律、冻结过程中温度场分布特征及冻结壁厚度的变化。研究表明：无渗流时,主面及界面的上下游温度分布具有明显的对称性;而在渗流作用的影响下,上游温度明显高于下游,随着渗流速度增加及冻结管间距变大,这种不对称性也愈加明显,不对称性大大增加;冻结壁交圈时间随渗流速度的增加而增加,但渗流速度过大时冻结壁无法交圈;在渗流条件下,冻结间距增大会导致冻结壁厚度大幅度减小,交圈时间大大延长。     

有限温度下介观LC电路瞬时本征态的量子涨落

通过将热场动力学推广到含时体系，研究了有限温度下介观含时LC电路中的量子涨落．虽然温度的升高会使量子涨落增加，但电容和电感等物理量的时间变化却能使涨落减小．电源的存在会对电荷和磁通量的平均值有贡献，但不会影响量子涨落．当电路中有电源时，电荷和磁通量的平均值会依赖于温度；而当电路中没有电源时，各平均值为零，自然与温度无关．     

地表热通量的变化对边界层热力对流卷的影响

以1995年8月14日在Florida观测(SCMS实验期间)的位温、水汽和风速等为初始化的大涡模拟结果,分析研究了边界层对流卷的发展及地表热通量对边界层热力对流卷的影响。分析了热力对流卷的位温、垂直速度及水汽混合比的关系。结果表明在边界层对流卷中,上升气流较暖湿,下沉气流较干冷。还研究了边界层对流卷的演变,结果表明当地表热通量增大时,对流会变得非常活跃,对流层发展的高度也会加深。而当地表热通量增大致超过对流卷维持的临界值时,已经无法观察出对流卷的线性特点。利用地表热通量对对流卷形成和消散的敏感性实验模拟结果,分析得出地表热通量改变时,对流卷的组织性和对流的强度发生的相应变化。减小地表热通量时,对流的强度明显减弱。对流卷的组织性较显著。增加地表热通量时,对流的强度增大,对流会变得很不规则,但当地表热通量太大时,已经看不到有组织的对流卷。研究结果表明对流卷的维持需要一定的地表热通量。