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,A l N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...     

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 .     

形状和原子数对纳米金刚石表面性质的影响

研究了纳米金刚石的德拜温度、格林乃森参量、热容量、热膨账系数随原子数、形状的变化规律,探讨了原子数和形状对其热力学性质的影响.结果表明:①纳米金刚石的德拜温度随原子数增多而增大,在3种形状中,以立方体形的德拜温度为最大,而杆状为最小;②纳米金刚石的格林乃森参量和热膨胀系数均随原子数的增多而减小,在3种形状中,以立方体形的值为最小,而杆状的值为最大;③不同形状不同原子数的纳米金刚石的热容量均随温度升高而增大;④当原子数很大(即1/N趋于零)时,形状的影响消失,而且它的德拜温度、格林乃森参量、热容量、热膨胀系数分别趋于块状晶体的结果.     

非简谐效应下的晶格热膨胀的讨论

在非简谐效应下讨论了晶格的热膨胀.把势能U(r0 δ)相对于平衡位置r0泰勒级数展开,只保留到δ3项时晶格热膨胀是与温度T是线性的 δ=3gkBT/(4f2)关系,但只保留到δ4项时我们得到晶格热膨胀是与温度T是非线性的 δ=3gkBT/(4f2-3ghkBT)关系.讨论了非简谐效应下的热膨胀系数.原子对势具有Morse势[5]的形式下计算了镁的线热膨胀系数及 δ.从而看出 δ=3gkBT/(4f2)仅适用于低温情况,在高温熔点附近有明显的偏离.因此讨论在高温下的晶格热膨胀至少要保留U(r0 δ)的泰勒级数展开式中的δ4项.     

纳米铁磁粒子磁化强度弛豫时间的非简谐效应

在原子作非简谐振动的情况下,求出在均匀外磁场中单轴铁磁粒子的弛豫时间与阻尼系数、粒径大小、温度等的关系.以球状纳米铁磁粒子作计算,探讨了原子非简谐振动和阻尼系数对粒子磁化强度弛豫时间的影响.结果表明：铁磁纳米微粒的弛豫时间随温度、粒径大小和阻尼参数均有明显改变,纳米微粒的小尺寸效应对纳米铁磁粒子的弛豫时间有明显影响.     

形状和原子数对铟纳米晶热力学性质的影响

在纳米晶表面和体内原子数与形状的关系以及德拜温度和超导转变温度的计算公式基础上,以铟纳米晶为例,研究了形状、原子数对纳米晶的德拜温度和超导转变温度影响．结果表明：纳米晶会出现所谓双向微结构现象,即扁平状和细杆状的直角形纳米晶有相同的原子配位数和热力学性质;纳米晶的德拜温度与原子相互作用势和形状有关．它随温度的变化与块状晶体有相同的变化趋势,但取最小值的温度比块状晶体的值要低;在直角形纳米晶中,以立方形的德拜温度为最低;原子数较少时,铟纳米晶的超导转变温度随原子数的增多而升高,立方形超导转变温度高于扁平状和细杆状的值;而原子数较大时,情况相反．如将纳米晶原子数（线度）减小到一定值时,将纳米晶制成立方形会提高超导转变温度．     

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。     

形状和原子数对纳米晶粒铟热力学性质的影响

应用热力学和固体物理的理论,从微观角度得到纳米晶德拜温度的变化规律及热容与表面原子数、体内原子数、形状因子、温度等的关系.以铟纳米晶为例,研究了形状、原子数对纳米晶热容的影响.结果表明纳米晶德拜温度与原子相互作用和结构、原子数、形状有关.研究纳米晶热容时,表面效应和形状因子不能忽略.铟纳米晶的热容随温度升高而增大,其中表面热容受形状的影响较大,而体内热容与形状无关.在各种形状的纳米晶粒中,立方形纳米晶粒热容最大.表面热容和体内热容均随原子数增加而增大.     

线度和形状对纳米晶体弹性模量的影响

利用具有可变形状的直角平行六面体形的纳米晶模型,应用固体理论,求出纳米晶的弹性模量的表示式.以纳米金刚石为例,探讨线度和形状对纳米晶弹性模量的影响.结果表明:纳米金刚石的弹性模量随原子数的增多而增大.原子数较少时,变化较快,且3种形状的弹性模量的差别较大;原子数较多时则相反.当原子数趋于无穷大时,形状引起的差别消失,都趋于块状晶体的结果.3种形状中,杆状的弹性模量修正量最小,而立方状的最大.在对弹性模量的影响方面,温度、线度、形状这3种因素中,以线度和形状的影响更显著.