量子体系中外场对体系熵的影响

讨论并计算了量子情况下磁场中二维电子气体系的熵，发现存在磁场时二维电子气体系的熵有可能大于无磁场时的熵，从而证明了对于在外场下的量子体系Ｂａｉｅｒｌｅｉｎ的观点不成立。     

Baierein猜测与三维Bose体系中外场对体系熵的影响

讨论并计算了量子情况下磁场中三维带电Bose子体系的熵，发现存在磁场时三维带电Bose子体系的熵有可能大于无磁场时的熵，从而证明了对于在外场下Bose子体系 Baierlein的观点不成立。     

Bose体系中外场对体系熵的影响

讨论了Ｂｏｓｅ体系中外场对体系商的影响，通过对量子情况下二维带电Ｂｏｓｅ子体系在磁场中的熵的计算，发现存磁场时二维带电Ｂｏｓｅ子体系的熵有可能大于无磁场时相同体系的熵，从而证明了对无在外场子中的量子Ｂｏｓｅ体系Ｂａｉｅｒｌｅｉｎ的观点不成立。     

二维电子体系的关联和波函数

在新材料的探索中已制成一些具有二维特性的材料:半导体表面的反型层、积累层以及异质结界面,层状化合物,石墨夹层,液氦表面上吸附的电子单层,各种表面上的吸附层等等.这些二维结构的材料除了具有应用的前景外,人们还观察到一些新的现象:电子的Wigner晶格和dimple,二维晶格熔化过程中的Hexatic相,K-T相变,量子Hall效应等.因此近年来二维体系引起了人们的重视.但是,某些现象的物理原因现在还未弄清,分数的量子Hall效应是其中的一个,普遍认为这是外磁场中二维电子气相互作用的结果.Laughlin首先给出了外磁场中二维电子气的基     

准一维电子系统中磁化强度的量子受限效应

采用有效质量近似方法，计算了０Ｋ温度时准一维方形谐振势系统中电子磁化强度与化学势之间的函数关系，结果发现有比三维电子气体更为复杂的量子振荡结构，这是由于电子受电势和磁势共同束缚的结果．然而，在高温弱磁场时，这种量子受限效应就不明显，磁化强度过渡到经典情况的朗道逆磁性．     

三维材料和界面体系电子结构的软X射线ARPES研究

关联电子体系拥有丰富的量子现象,理解这些量子现象的机理离不开对其电子结构的细致观测.然而很多有趣的体系都具有三维的晶体结构或者是深埋的界面态,而电子结构观测往往是表面敏感的探测手段,例如角分辨光电子能谱等,给实验研究带来巨大的挑战.随着同步辐射光束线的发展,软X射线波段的角分辨光电子能谱开始投入使用,给三维体系和界面体系的电子结构研究带来曙光.本文将系统介绍软X射线角分辨光电子能谱的科学目标、实验上的优势和技术挑战以及简要发展历程;结合研究实例,着重介绍该技术在获取三维本征体态电子结构、探测界面态电子结构、对3d过渡元素和4f稀土元素的共振测量以及与真空紫外波段角分辨光电子能谱配合研究方面的应用.最后给出对该技术进一步发展的展望与国内现状.     

磁场控制幺正多体动力学中的纠缠扩散

研究在量子多体系统的动力学过程中纠缠的传播，是非平衡态物理中的重要问题。本文通过优化磁场来极大化纠缠熵，研究其对量子态纠缠传播性质的影响。在具有最近邻耦合的量子伊辛链上，通过施加变分优化所得的磁场来极大化末态的纠缠熵，并提高弹道输运区间的纠缠增长速度，同时，也可以使短链的纠缠熵达到固定磁场下长链的纠缠饱和值大小。当增加链长时，纠缠熵的饱和值增大，但是增长速度几乎不变。特别地，也可以通过控制磁场，使得只具有最近邻相互作用的海森堡反铁磁链的纠缠增长速度被提高到与具有长程相互作用系统纠缠增长速度相同。本文的研究揭示了磁场在非平衡过程中控制纠缠传播的能力，在未来可应用于量子控制和信息处理。     

与二维电子气耦合的双量子点中的自旋极化输运

研究磁场作用下与左右两个二维电子气耦合的双量子点系统中的自旋极化输运过程.结果发现当两个量子点靠近时,电导中会出现Dicke效应导致的不对称尖峰.随着量子点间的距离增大,Dicke尖峰变宽并向低能级方向移动.当磁场只施加在二维电子气中时,量子点中的电导是自旋无极化的;但是当量子点的能级发生塞曼分裂时,电导中自旋朝上和朝下电导的尖峰在能量空间向相反方向移动,但保持大小不变.计算结果还发现两个量子点能级的差会在电导的Dicke尖峰附近产生额外的谷,并降低尖峰的高度.所研究的结构有望用于自旋过滤或分离装置.     

二维弹子球体系在弱磁场中的输运性质研究

本文应用半经典轨道理论研究了开放圆量子台球体系在外加磁场中的输运性质。采用半经典近似格林函数由体系本征函数得到了传输矩阵元,根据几何角度之间的关系,计算出磁场下圆腔传输的电子经典轨道,并对传输矩阵元傅里叶变换谱峰位置与电子经典轨道长度进行了对比,结果发现谱峰位置跟轨道长度吻合的很好。说明在研究微结中电子传导时,二维异质结是适用的理论模型。     

盒形量子点多电子系统基态能和化学势的计算

根据密度泛函理论,用自洽迭代和变分法求解有电场和磁场下的三维盒形量子点中电子(N=1～12)的薛定谔方程,对绝对零度情况下处于基态的电子的总能量和化学势进行了数值计算,并讨论了电场和磁场对量子点中电子基态能量的影响,得出了盒形量子点中多电子系统的一些基态性质.     

Transition-metal-based magnetic refrigerants for room-temperature applications.

Magnetic refrigeration techniques based on the magnetocaloric effect (MCE) have recently been demonstrated as a promising alternative to conventional vapour-cycle refrigeration. In a material displaying the MCE, the alignment of randomly oriented magnetic moments by an external magnetic field results in heating. This heat can then be removed from the MCE material to the ambient atmosphere by heat transfer. If the magnetic field is subsequently turned off, the magnetic moments randomize again, which leads to cooling of the material below the ambient temperature. Here we report the discovery of a large magnetic entropy change in MnFeP0.45As0.55, a material that has a Curie temperature of about 300 K and which allows magnetic refrigeration at room temperature. The magnetic entropy changes reach values of 14.5 J K-1 kg-1 and 18 J K-1 kg-1 for field changes of 2 T and 5 T, respectively. The so-called giant-MCE material Gd5Ge2Si2 (ref. 2) displays similar entropy changes, but can only be used below room temperature. The refrigerant capacity of our material is also significantly greater than that of Gd (ref. 3). The large entropy change is attributed to a field-induced first-order phase transition enhancing the effect of the applied magnetic field.     

用两比特海森堡XY模型实现量子稠密编码

文章主要研究在有限温度下,外加磁场和DM相互作用对两比特海森堡XY模型中实现量子稠密编码的影响。通过稠密编码的信道容量表达式分析了每个参数对稠密编码的影响并且发现平均耦合常数J-,DM相互作用和各向异性参数J＋对稠密编码起积极作用。均匀磁场B和非均匀磁场b对稠密编码起消极作用。     

导电聚合物中极化子动力学的外加电场效应

基于紧束缚近似的Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型,考虑了外电场和Brazovskii-Kirova对称破缺对Hamiltonian的修正,采用非绝热动力学方法研究了一维导电聚合物中正负极化子对的碰撞过程.研究发现外加电场对正负极化子对碰撞的影响至关重要.当外电场很小(约E0<0.02mV/),碰撞的产物是束缚的正负极化子对;在稍强些的电场下,正负极化子可以复合成中性激子,其产率可以达到85%以上;在强电场(约E0>0.2mV/)下则散射成极化子激发态.其中激子形成的细节研究对于如何提高有机电致发光器件的发光效率具有一定的指导意义.     

势阱中旋转费米气体的磁性质

采用准经典近似研究简谐势阱中旋转费米气体磁性质,以磁场中的带电荷费米气体为例,导出了体系的热容量和内能表达式,得到了磁场强度和磁化率随外加磁场的变化关系.     

高温磁致冷冻工作介质及其选择

本文根据高温磁致冷冻工作介质的特点,用铁磁性分子场理论定量地考察了工作介质的磁熵随外加磁场和温度的变化规律,给出了选择适宜工作介质的方法。     

外磁场对THz波段超导表面等离激元的影响

根据超导二流体模型,研究了在THz波段超导材料铌表面存在的表面等离激元的色散曲线和特征长度随外磁场的变化关系,分析了外磁场对表面等离激元激发条件的影响.结果表明:外磁场强度增大时,色散曲线偏离光锥线程度将增大,表面等离激元传播距离、归一化波长及其在介质内的穿透深度将变小,而在超导材料内的穿透深度将增大,且色散曲线和特征长度随磁场的变化程度还与频率有关.同时,共振角度对外磁场变化不敏感,但共振频率将随外磁场强度增大而红移.该结果可为超导波导器件设计提供一定的参考.     

冷原子中的光致量子自旋Hall效应

我们在冷原子体系中利用光致规范场模拟量子自旋霍尔效应。我们通过对 这样的多能级原子施加适当的激光脉冲,构造出具二重兼并的能量暗态(能量为零的本征态）,类似于自旋二分量体系,我们分别定义两个暗态为自旋向上及自旋向下态。当原子在空间分布的激光场中运动时,其所感受到的有效自旋相关规范场将导致可观测的自旋霍尔电流,从而实现对自旋霍尔效应的直接观测。     

微波等离子体电子回旋共振放电粒子模拟分析

电子回旋共振放电产生的等离子体在微电子工业中材料加工、空间电推进方面有着广泛的应用。为了研究微波等离子体电子回旋共振的放电特性,使电子回旋共振放电产生的等离子体密度和能量转换效率更高,建立了微波等离子体电子回旋共振放电的1D3V模型,描述了带电粒子在外加静磁场、微波场共同作用下的微观运动。结果表明:微波频率为2.45 GHz时,随着静磁场磁感应强度的增加,平均电子能量先持续增大达到峰值,随后又不断地减小,且在0.087 5 T时电子加速效果最明显,结果符合电子的回旋频率公式,验证了该模型的正确性;共振区域内,发现在0.087 5 T磁感应强度下,微波频率为2.45 GHz下拟合的电子速度分布才与微波电场分布趋势相似,说明微波电场推动了电子运动。这为进一步研究微波等离子体放电的粒子模拟-蒙特卡罗碰撞模拟奠定了基础,也为进一步研究微波等离子体源中粒子产生效率及微波等离子体源的物理性质提供了重要参考。