拓展Bose-Hubbard模型的有限系统密度矩阵重整化群算法

运用有限系统密度矩阵重整化群算法(FS-DMRG),研究拓展Bose-Hubbard模型(即在标准BoseHubbard模型的基础上加入最近邻格点间的粒子相互排斥作用V)发生相变的特征。通过计算系统的局域粒子数密度、单粒子能隙以及压缩系数,分析了系统在不同状态下的特征,得到了不同于标准Bose-Hubbard模型的新量子态——Charge Density Wave(CDW)态。通过分析产生特殊粒子分布方式的原因及其物理性质,得出了发生相变的临界条件。     

一种求解Bose-Hubbard模型的简单方法

针对描述晶格中多体相互作用玻色子体系的Bose-Hubbard模型,首先计算相互作用能与跳跃能比值趋于无穷大和趋于零两种极限的基态,分别得到了莫特绝缘态和超流态两个量子相。其次利用平均场近似引入超流序参量,通过二阶微扰解析计算基态能量,从而得到体系从超流态到绝缘态的量子相变的边界方程。最后通过数值软件求解边界方程得到Bose-Hubbard模型的相图。该求解BoseHubbard模型的平均场方法不仅能够得到完整相图,而且整个过程物理图像清晰、简洁明了便于理解。     

推广的Heine-Stieltjes对应原理及其应用

将Heine-Stieltjes对应原理推广为对应于Gaudin-Richardson模型Bethe假定方程的情形,并依此提出了这类量子多体问题的多项式求解方法.作为应用,讨论了从两格点Bose-Hubbard模型的解而得到的推广Heine-Stieltjes多项式以及标准对力模型严格解及与之相应的推广Heine-Stieltjes多项式的求解方法.     

拓展的玻色—哈伯德模型中由原子对隧穿诱导的等效薛定谔猫态及其量子—经典相变（英文）

在拓展的玻色-哈伯德模型的强相互作用区域里,等效薛定谔猫态也就是宏观量子态出现了.等效薛定谔猫态是二重简并的基态,是由对隧穿引起的.本文运用有效势和周期瞬子的方法研究了两个等效薛定谔猫态和它们之间的从经典到量子行为的相变.更重要的是,通过从高阶微扰得到一阶相变的标准,我们得到了完整的相图和一阶和二阶相变的边界.然后我们研究重要相变中对隧穿的影响,在强相互作用区域里,重要相变标志了对隧穿的存在,这对有关的实验研究会有很大的帮助.     

用正则系综模型求黑洞量子隧穿辐射谱

文章用量子统计的方法,利用正则系综模型推导出黑洞量子隧穿辐射模型中辐射球壳系统所对应的几率分布函数,从而得到了量子隧穿辐射谱的具体表达式.     

一维驱动光格系统中单原子的动力学局域化

文章中研究了一维光格中单原子的隧穿动力学,基于数值方法展示了不同驱动频率下原子的动力学局域化行为及相应的准能谱,并得到了原子振荡区域与驱动频率的关系.     

钛含量对PZT/STO铁电电容器隧穿电阻的影响

采用Landau-Devonshire自由能理论和晶格模型,研究了PbZr1-xTixO3(PZT)/SrTiO3(STO)复合薄膜中PZT的钛(Ti)含量(x=0.5,0.6,0.8,1.0)对铁电隧道结极化强度、总电势、电导和隧穿电阻等的影响,从而增大隧穿电阻.模拟结果表明:随着层数增加,复合薄膜极化强度增大;随着Ti含量增加,隧道结电导先减小后增大,其隧穿电阻率先增大后减小;PZT极化强度、STO总电势和PZT总电势的斜率均在x=0.8时最大.     

硫化铅量子点薄膜中基于量子隧穿的载流子输运机制

近年来，铅系量子点(如PbX,X=S,Se, Te)薄膜光物理性质的研究表明该材料在下一代柔性光电器件中存在潜在应用价值.理解量子点薄膜中载流子输运机制对于发展此类器件至关重要.利用超快瞬态吸收光谱技术，对PbS量子点薄膜中由于载流子输运导致的激子漂白峰位移做了系统性研究.结果发现在高带隙激发条件下，激子漂白峰随延时往低能方向移动，即发生红移.进一步通过分析光谱位移速率和幅值与温度的依赖关系，基于热激活隧穿输运模型揭示了PbS量子点薄膜中的载流子输运机制为电荷隧穿.     

一维多量子点阵列的电子输运

利用非平衡格林函数方法,研究了无库仑相互作用的一维复式量子点阵列的电子输运性质,得到了隧穿电流的一般解析武,讨论了量子点参数对共振隧穿电流的影响.     

边耦合量子点系统的全计数统计研究

基于有效粒子数分辨的量子主方程,研究了边耦合双量子点系统中电子的全计数统计.当点间隧穿耦合强度与量子点电极耦合强度的比值小于某一数值(约为1/3)时,可以观察到超泊松噪声,并且超泊松散粒噪声可以用快慢输运通道解释.此外,系统量子相干性对电子全计数统计的影响只有在点间隧穿耦合强度相对于量子点电极耦合强度较弱时起主要作用.     

考虑可移动电荷的双栅隧穿场效应晶体管电流模型

为了解决隧穿场效应晶体管(TFET)在强反型区表面势和漏电流精度下降的问题,建立了一种考虑可移动电荷影响的双栅TFET电流模型。首先求解考虑可移动电荷贡献的二维电势泊松方程,推导出表面势、电场的解析表达式;然后利用求得的电场表达式和Kane模型得到载流子的隧穿产生率;最后利用切线近似法计算隧穿产生率在隧穿区域的积分,建立了漏电流的简洁解析模型。利用器件数值仿真软件Sentaurus在不同器件参数下对所建模型进行了验证,仿真结果表明:考虑可移动电荷的影响能够提高强反型区漏电流模型的精度;在相同器件参数条件下,考虑可移动电荷的模型比忽略可移动电荷的模型精度提高了20%以上。     

玻璃中量子点之间电子的共振隧穿

在建立玻璃中阻容耦合双量子点模型的基础上,通过分析双量子点的静电能和化学势,讨论了化学势随外加偏压的变化和共振隧穿现象.随外加偏压的增大,当双量子点2个能级的化学势相等时发生共振隧穿现象,在I-V特性曲线上呈现电流峰.玻璃中不同间距的量子点用不同大小的耦合电容来表示.随着玻璃中2个量子点之间耦合电容的增大,2个量子点发生共振隧穿所需要的外加偏压随之增大.     

拉莫尔时间、居留时间和隧穿时间

隧穿现象作为一种基本的量子现象,其隧穿时间一直就是人们争论的重要概念。现行居留时间定义中,使用的几率流密度是粒子的入射流密度,由此得到的隧穿时间会出现一些难以理解的现象,如Hartman效应。通过对拉莫尔时间和居留时间的研究,文章发现将居留时间中入射流密度改为隧穿发生后的稳定流密度,这样得到的隧穿时间会更易于理解,此时也可对拉莫尔时间除以透射率得到相同的隧穿时间。     

Quintessence黑洞的量子隧穿效应以及黑洞遗迹

天文观测发现了暗能量的存在,因此可以讨论暗能量所包围的静态球对称黑洞。运用了Parikh的量子隧穿模型,研究了Quintessence黑洞的量子隧穿过程以及黑洞遗迹问题。结果表明,在能量守恒的条件下,黑洞外视界和宇宙视界处的粒子出射率与Bekenstein-Hawking熵有关,辐射谱不再是严格的纯热谱。在考虑一级修正后得到具有对数项的粒子隧穿几率,并讨论了黑洞遗迹的存在的可能性。     

关于Kerr-Sen黑洞隧穿辐射的新改进研究

本文首先采用Euler-Lagrange变分原理,由有质量带电粒子的经典作用量出发,在一般(非拖曳)坐标系下对Kerr-Sen转动黑洞中的类时和类光测地线方程作了新的统一推导,然后采用Parikh-Wilczek建议的半经典隧穿方法,对有质量带电粒子在Kerr-Sen黑洞视界附近的隧穿辐射重新做了研究,并给出了其隧穿几率.研究表明该转动黑洞的隧穿辐射不再局限于使用拖曳坐标系.     

具有有限铁磁层厚度的磁性双隧道结中的隧穿电导和磁电阻

在FM／I／NM／I／FM磁性双隧道结研究的基础上，进一步考虑了外加有限厚的非磁金属(NM)覆盖层的情况，这时磁性双隧道结的结构变为NM／FM／I／NM/I／FM／NM。此处，FM、I和内NM都具有有限厚度。而在理论处理中，外NM被看做是无限厚的，对FM厚度于磁性双隧道结中自旋极化电子输运性质(特别是隧穿磁电阻)的影响做了研究。用Slonczewski近自由电子模型所得到的计算结果表明，附厚度的变化会引起隧穿电阻和隧穿磁电阻振荡；当FM厚度取适当值时，会得到比FM/I／NM／I／FM更大的隧穿磁电阻。     

平行双量子点系统的磁输运性质研究

从理论上研究了平行双量子点系统的磁输运性质.基于广义主方程方法,计算了通过此系统的电流、微分电导和隧穿磁阻,计算结果表明:电子自旋关联效应可以促发一个很大的隧穿磁阻,而电子库伦关联效应可以导致负隧穿磁阻和负微分电导的出现,对相关的基本物理问题进行了讨论.     

一维单势垒结构中的电子隧穿寿命

运用投影格林函数方法(PGF)研究一维单势垒结构中的电子隧穿时间这一古老而基础的问题.将PGF近似方法运用到一维单势垒结构,简单方便的计算了单势垒结构的电子隧穿寿命,讨论了一维单势垒结构中隧穿寿命对势垒厚度以及势阱宽度的依赖关系.     

耦合量子点系统非线性光学传感特性的应用研究

简要介绍了基于隧穿诱导的固有相干性,耦合量子点系统的非线性光学性质受到干涉效应的影响和变化,及其隧穿测量方面的一些应用。探究了自克尔非线性色散谱对隧穿失谐的灵敏特性,考察了交叉克尔非线性相移对隧穿效应的传感特性,数值模拟结果显示自克尔非线性测量隧穿失谐的精确度可达0.2μeV、系统的交叉相位调制约为0.28rad/μeV;课题组又进一步分析了非线性吸收谱,对隧穿的响应范围为10GHz数量级,并且比较了强弱隧穿情况下,非线性吸收谱对隧穿失谐量的灵敏度的变化,如弱耦合时,吸收谱灵敏度约为3.8μeV;强耦合时,灵敏度大大提高,约为0.4μeV;实现了基于隧穿诱导干涉效应直接提高高阶非线性的方案;提出了利用失谐增强的非线性增益谱表征隧穿变化。     

铁磁/绝缘层/有机半导体/铁磁多层膜隧道结的隧穿磁电阻的温度和偏压特性研究

采用Slonczewski的近自由电子模型, 利用转移矩阵的方法, 研究了铁磁/绝缘层/有机半导体/铁磁隧道结的自旋极化载流子隧穿的温度和偏压特性. 计算了T=4 K和T=300 K时, 隧穿磁电阻(Tunneling Magnetic Resistance, TMR)随偏压的变化关系, 同时还研究了零温时在有限偏压下隧穿磁电阻TMR与绝缘层厚度、有机半导体层厚度以及铁磁/有机半导体界面势垒U的变化关系. 我们的计算结果较好地解释了有关的实验 结论.