面心立方晶体的膨胀系数和弹性模量

以面心立方金属晶体Ag,Cu,Ni为例,讨论了非简谐振动对晶体的热膨胀系数、固体弹性模量的影响.结果表明:只有考虑到第二非简谐系数后,热膨胀系数随温度的升高而非线性地增大;弹性模量只与第一非简谐系数有关,而与简谐系数和第二非简谐系数无关.     

非简谐振动对晶体Mo热力学性质的影响

以晶体Mo为例 ,讨论了非简谐振动对晶体的热膨胀系数、格林乃森参数的影响 .结果表明 :热膨胀系数、格林乃森参数均随温度的升高而非线性地增大 ,只有考虑到第二非简谐系数后 ,理论计算的热膨胀系数、格林乃森参数才与实验数据比较接近     

非简谐振动对Fe热容和电阻率的影响

以铁为例,讨论了原子非简谐振动对晶体的定压热容量和电阻率的影响.结果表明:温度不太低情况下,研究晶体的热力学性质和电学性质时,只有考虑到非简谐振动效应,理论计算结果才与实验较为一致.     

非简谐振动对纳米铁磁粒子表面能的影响

在考虑到原子作非简谐振动的情况下,先求出在均匀外磁场中单轴铁磁粒子原子振动的简谐系数、非简谐系数和粒子的自由能.再以球状纳米铁磁粒子作计算,以探讨粒子表面能随温度和粒径变化的规律以及原子非简谐振动对粒子表面能的影响.结果表明:铁磁纳米微粒的表面能随温度的升高和粒径的减小而减小,作者认为纳米微粒的小尺寸效应以及由此产生的晶格振动的非简谐效应和晶格振动软化,对纳米铁磁粒子的表面能有重要影响.     

非简谐振动对二元系统溶解限曲线的影响

在实验测定热膨胀系数基础上,计算原子振动的简谐系数和非简谐系数;利用Collins模型,以TiCu为例,求出原子作非简谐振动下的热力学函数,研究它的溶解度随温度的变化和非简谐振动对它们的影响.理论计算与实验结果基本一致.     

非简谐振动对固体物态方程的影响

应用热力学理论建立了固体格林乃森物态方程 ,在对格林乃森参量进行热力学分析基础上 ,考虑到原子振动的非简谐效应 ,对金属、惰性元素晶体、离子晶体的格林乃森参量作定量计算 ,并与实验结果比较 ;最后应用索末菲自由电子理论 ,计算了自由电子对金属材料压强的修正 .结果表明 :只有考虑到原子振动的非简谐效应 ,才能得到与实验较为一致的结果 ;固体物态方程取决于固体的结构和原子相互作用势的具体形式 .     

传感器多孔电极材料原子振动随温度变化规律研究

建立了氧传感器多孔电极材料的物理模型并求出原子振动的简谐系数和非简谐系数,应用固体物理理论和方法,得到多孔电极材料原子振动频率、阻尼系数与温度的关系,研究了原子对平衡位置的位移随温度和时间以及颗粒半径的变化规律,探讨了孔隙度和原子非简谐振动对它的影响.结果表明:(1)振动频率随温度升高而线性增大,表面原子的振动频率总小于体内原子;(2)原子的振动振幅随时间的增长而按负指数规律减小,减小的程度取决于受到的阻尼.阻尼系数随温度升高而增大,体内阻尼系数大于表面,是表面的1.414倍;(3)原子对平衡位置的位移随温度升高而增大,随时间的增长而按负指数规律减小,随着平均半径值的增大而非线性减小.孔隙度愈大,颗粒线度愈小,原子对平衡位置的位移愈大;(4)原子非简谐振动项对Pt电极材料原子的振动有重要影响:简谐近似下,原子振动频率和振幅均为恒量,与温度无关;考虑到非简谐项后,振动频率和振幅均随颗粒半径的增大和温度的升高而变.温度越高、孔隙度越大、颗粒半径越小,非简谐与简谐近似的差值愈大,即非简谐效应愈显著.     

非简谐振动对半导体基外延石墨烯热电效应变化规律的影响

本文建立了半导体基外延石墨烯的物理模型，考虑原子的非简谐振动，研究了它的杂化势以及热电势随化学势和温度的变化规律，探讨了原子非简谐振动对热电效应的影响. 对硅基外延石墨烯热电势的研究结果表明：简谐近似下，杂化势与温度无关；只考虑到第一非简谐项，杂化势随温度升高而增大；同时考虑到第一、第二非简谐项，则杂化势随温度升高而减小. 在给定温度下，外延石墨烯的热电势随化学势的变化在化学势为 处不具左右对称性，且在化学势为 eV附近有突变；给定化学势时，外延石墨烯热电势与单层石墨烯相似，均随温度升高而非线性减小，但外延石墨烯的值大于单层石墨烯的值；与简谐近似相比，非简谐效应会减小外延石墨烯热电势的值但减小量很小. 非简谐效应对热电势的影响随温度的升高而缓慢增大，大小在0.23%~0.25%之间.     

原子非简谐振动对石墨烯吸附系统电荷分布的影响

建立了石墨烯吸附原子系统的物理模型,考虑到原子的非简谐振动和电子-声子相互作用,计算了吸附原子与石墨烯原子的相互作用能,用统计物理理论和方法,得到在石墨烯上吸附原子的概率和金属原子电荷填充数随温度变化的解析表示式.以碱金属为例,探讨了电子-声子相互作用和原子非简谐振动对电荷填充数的影响.结果表明:石墨烯吸附系统的电荷填充数随吸附原子距离的增大而线性地减小,随温度的升高和电子-声子相互作用能的增大而非线性地增大;若不考虑非简谐振动,则电荷填充数与位置、温度等无关.温度愈高、电子-声子相互作用能愈小,非简谐效应愈显著.     

单层AlN类石墨烯材料热力学性质随温度的变化研究

考虑原子振动的非简谐效应,搭建了固体物理模型,研究了氧化铝(AlN)类石墨烯材料的热膨胀系数、格林乃森参量和弹性模量等热力学性质随温度的变化规律.结果表明:①简谐近似下, AlN类石墨烯材料不发生热膨胀,它的线膨胀系数为零,格林乃森参量和弹性模量均为常量,这些结果与实际不符,因此必须考虑非简谐效应;②考虑非简谐效应后, AlN类石墨烯材料的格林乃森参量、线膨胀系数和弹性模量均随温度的升高而非线性增大,变化范围分别为:0.547～0.630,8.57×10~(-5)～3.60×10~(-3) K~(-1)和58.54～500.00 N/m,且温度愈高,非简谐效应愈显著;③AlN类石墨烯材料的线膨胀系数和弹性模量在数值上虽与AlN块状晶体不同,但它们随温度的变化规律相似.     

三角晶场中3d3离子精细光谱结构和局域结构的关系

目的 研究三角晶场中3d3离子光谱精细结构和晶体局域结构之间的关系.方法 利用自旋哈密顿理论,采用对角化能量矩阵的方法.结果 计算了YAG:Cr3 晶体的光谱精细结构和键角之间的关系.结论 三角晶场中3d3离子基态能级分裂对晶格局域结构变化非常敏感,而其它激发态能级对晶格局域结构不很敏感.     

线度和非简谐效应对Ag纳米晶热力学性质的影响

应用固体物理和统计物理的理论,考虑原子作非简谐振动,从微观角度研究了Ag纳米晶的热膨胀系数、格林乃森常数、化学势等随温度的变化规律.结果表明:①在简谐近似下,Ag纳米晶不会有热膨胀,其格林乃森常数为零,非简谐效应导致热膨胀系数和格林乃森常数都随着温度升高而增大,但变化较慢.②球形Ag纳米晶的化学势大于平面块状晶体的化学势,且粒子线度愈小,两者相差愈大;其中,由界面弯曲引起的化学势修正μ′e随粒径的减小而增大,粒径较大时,μ′e将不变.③球形Ag纳米晶受温度的影响大于平面块状晶体,总化学势随温度升高而减小,但变化缓慢,由界面弯曲引起的化学势修正μ′e随温度升高而增大,且温度愈高,μ′e的变化速度愈快.④非简谐效应影响纳米晶热力学性质的本质在于它改变了原子的相互作用势形式和总相互作用能.     

原子相互作用势对固体弹性模量的影响

分别导出了L-J和Morse相互作用势作用下面心立方结构的惰性元素晶体和金属晶体的弹性模量随压强的变化规律，讨论了原子相互作用势以及原子振动非简谐效应对固体弹性模量的影响．结果表明：在一级近似下简谐系数和第二非简谐系数对弹性模量随压强变化规律无影响；第一非简谐系数的存在使弹性模量增大．     

晶格非简谐效应对一维极化子系统的影响

研究了晶格非简谐效应对一维强关联电子－声子相互作用系统基态的影响,证明了考虑到晶格非简谐效应后,声子将会软化,声子子系统的压缩态对于电子子系统（极化子系统）来说在能量上是有得的。     

LiNbO3:Ni2+晶体局域结构研究

目的从理论上给出LiNbO3:Ni2+晶体基态自旋哈密顿参量的理论解释。方法采用自旋哈密顿理论,建立了LiNbO3:Ni2+晶体中晶体结构和自旋哈密顿参量之间的关系,对LiNbO3:Ni2+晶体自旋哈密顿参量进行了计算。结果计算结果与实验结果能够很好地符合。结论本文采用的晶格畸变模型是合理的。     

NaCl晶体晶格波中声学模与光学模的运动特征

本文采用较简单的方法对 Nacl 晶体晶格振动的动力学矩阵 D()给出详细计算.并讨论了 NaCl 晶体晶格波声学模与光学模的运动特征,给出了一个计算三维复式晶体晶格振动问题的实际例子,所得结果与其他文献用分析的方法讨论的结果相同.     

间隙原子在晶体中扩散的新的理论分析方法

本文提出间隙原子在晶体材料中扩散的微观过程的新的理论分析方法.这一理论的基础是基于间隙原子在晶体的晶格原子的间隙中运动受到晶格原子的周期势分布的作用这样一个基本现象,导出了扩散原子运动所满足的方程.根据方程解的特性,描述了原子在晶体的晶格原子的间隙中扩散的基本过程,获得了描述间隙原子在晶体中沿晶轴方向扩散的难易程度定量表达式.同时也获得了间隙原子沿着确定晶轴方向扩散的扩散系数D.根据这一关系式所得的结果与实验结果比较接近.     

硅喇曼光谱研究

对于由晶格振动所调制的喇曼声子谱,如果不考虑非简谐效应,则声子频率不随温度的变化而变化,即频移不随温度改变。但是,实验指出频移和线宽跟温度有关,温度上升频移减小,线宽增大,这种频移和线宽对温度的依赖是由声子相互作用过程中的非简谐性引起的,即晶格振动势能的三次方以上的贡献。Hart等人用微扰理论建立三声     

二维内质量结构三角形晶格声子晶体的带隙研究

用集中参数模型理论研究具有内质量周期结构的二维三角形晶格声子晶体的带隙特性,设计了二维无限延伸的周期复合三角形晶格结构,通过理论及数值仿真发现改变质量和刚度可以人为调控带隙,最后与蜂窝状晶格的带隙进行对比.结果表明:晶体的色散曲线在频域上不连续,具有完全带隙的现象.晶体外部质量对带隙的影响最大,减小外部质量可得到较宽的带隙.此类结构中三角形晶格的带隙比六角蜂窝晶格的带隙少,但其带隙的宽度较宽,它为进一步带隙调控奠定良好的基础.     

LiNbO3：Fe晶体折射率调制度的实验研究

利用双光束干涉在不同掺Fe浓度的LiNbO3晶体中分别用红光和绿光写入光子晶格,研究了晶格周期Λ、掺Fe浓度、光波波长λ与光致折射率调制度Δn之间的关系.实验结果表明: 用红光(λ＝633nm)写入光子晶格,掺Fe浓度不大于0.05wt%,或用绿光(λ＝532nm)写入光子晶格,掺Fe浓度不大于0.03wt%时,LiNbO3晶体的光致折射率调制度Δn随晶格周期Λ的变化存在一个极大值,并随掺铁浓度的增加,相应的折射率调制度极大值也增大,并且向晶格周期小的方向移动,这与一中心模型理论得到的关系曲线的变化趋势相一致;若掺Fe浓度分别大于以上两值时,理论曲线与实验曲线完全不符,说明一中心模型的空间电荷场理论只适用于掺Fe浓度小的LiNbO3晶体.实验还发现LiNbO3:Fe晶体折射率调制度Δn与入光波长λ有关,对同一块晶体,绿光写入时折射率调制度比红光更大,且极大值向晶格周期小的方向移动也更大.