In_(0.53)Ga_(0.47)As/In_(0.52)Al_(0.48)As量子阱二维电子气的零场自旋分裂

用分子束外延(molecular beam epitaxy,MBE)方法在半绝缘InP衬底上生长In0.52Al0.48As/In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As量子阱样品。在In0.52Al0.48As势垒层中进行元素Si的δ掺杂,元素Si电离的电子转移到量子阱中,在量子阱中形成二维电子气(two-dimensional electron gas,2DEG)。对该样品在低温下进行了磁输运测试,得到了2DEG纵向电阻(磁电阻)和横向电阻(Hall电阻)在不同温度下随磁场的变化曲线。观察到磁电阻的Shubnikov-de Haas(SdH)振荡和由零场自旋分裂引起的SdH振荡在低场下的拍频效应。也观察到Hall电阻出现量子Hall效应所特有的Hall平台。对Hall电阻在低场部分的直线拟合获得2DEG的Hall浓度,并根据Hall浓度和零场电导获得2DEG的Hall迁移率。对磁电阻曲线的快速傅立叶变换(fast Fourier trans-form,FFT)分析获得的2DEG浓度与Hall浓度一致。对拍频节点进行分析,获得了2DEG的自旋轨道耦合常数,并由此得到了零场自旋分裂能、自旋弛豫时间、自旋进动长度等实现自旋器件的相关参数。     

日本福岛放射性污染物在北太平洋海水中的输运模拟与预测

针对2011年3月11日地震和海啸引发的日本福岛核电站放射性污染物泄漏事件,利用ROMS海洋模式对北太平洋海洋环流进行了模拟,并在该海洋环流数值模拟结果基础上,对核泄漏物质在海洋中的输运过程进行了10年的中长期模拟和预测.模拟结果显示:放射性污染物通过北太平洋低位涡水的输运通道到达我国近海的时间约为12年;表层放射性污染物随着海流最远输运到140°W后便分为南北两支,南支随着赤道流系向西输运,可以影响到菲律宾以东洋面,北支到达北美西海岸后随沿岸流向南北输运,北向输运可以影响到白令海峡;200m层的放射性污染物进入海洋后的输运分为3个部分:一部分沿深层海水流动向西南输运;一部分随低位涡水团输运影响台湾以东海区;还有一部分随黑潮延伸体向东输运,并分为两支,其中一支会输运到北美西海岸,另外一支向南影响到夏威夷岛周围海域.最后,结合污染物漂移扩散模型估算了放射性污染物在海洋中的浓度扩散趋势:放射性同位素137Cs的浓度高值区逐渐向东移动,2年后可达太平洋海盆中部,8年后可达北美西海岸,虽然影响范围不断扩大,但其极值浓度在不断降低.     

半导体-金属复合结构中的异常磁电阻效应分析

从电磁方程的解析解出发,分析高对称性vander Pauwdisk装置的异常磁电阻效应,重点研究该体系的几何非均匀性与物理非均匀性对整体磁电阻效应的影响．通过定义三个非均匀参数表征体系的非均匀性,给出该装置中电磁输运性质随非均匀系数的变化．计算结果表明,体系的磁电阻比值在一定的几何非均匀结构下达到最优化,整个装置在磁场下呈现出良好的开关效应．同时,材料在迁移率和电阻率上的非均匀性对异常磁电阻效应产生明显影响．特别地,组分电阻率的差别导致异常磁电阻效应出现符号翻转．     

量子输运——从原子到晶体管

本书详细阐述了基于物质的微观的或原子结构理论的量子输运过程的概念框架,重点介绍了原子尺度下的电流的性质及规律。它是当前材料科学许多不同领域都感兴趣的研究课题,特别是对纳米晶体管的研究有重要的意义。本书对于这一课题的基础给出了一种统一的描述,内容涉及非平衡态统计的很多高等概念。     

催化裂化沉降器内流场数值模拟与连接结构优化

对一种催化裂化(FCC)沉降器内的流动状况进行全尺寸数值模拟,考察粗旋与顶旋采用不同连接方式时沉降器内的油气流动规律,应用雷诺应力模型模拟单个旋风分离器内的气相流场.通过标量输运方程计算简单圆管内气体的停留时间,并与经验公式进行比较,验证采用标量输运方程计算停留时间的可靠性.在此基础上,考察粗旋与顶旋的两种连接结构对沉降器内流动状况以及油气停留时间的影响.结果表明:计算结果与实验数据吻合较好,雷诺应力模型可以用于FCC沉降器内气相流动研究;改进粗旋出口与顶旋入口的相对位置,绝大部分油气直接进入顶旋,可以减少进入沉降器空间的油气量,降低油气结焦的几率.     

港口工程建设对渤海湾西南岸水沙动力环境的影响

基于Delft3D数值模拟软件建立渤海湾西南岸二维潮流、波浪和泥沙输运数学模型.运用验证合理的模型研究近20年的港口工程建设对渤海湾西南岸水沙动力特征的累积影响以及黄骅、滨州两港水沙动力的相互作用.结果表明,港口工程建设使渤海湾西南岸逐渐形成3个相对独立的海区;波流耦合作用下,全潮平均含沙量分布情况基本与纯潮流时相似,但量值提高近8倍.沿岸流的增强使含沙量等值线趋于与岸线平行,涨潮输沙量的增加使黄骅港以西,黄骅、滨州两港之间以及滨州港以东近岸区域的泥沙含量比例重新分配;总体看来,连片港口工程建设使渤海湾西南岸逐步达到新的输沙平衡状态.黄骅港综合港区与滨州港防波堤一期工程(2012年)与规划工程(2020年)可分别削弱正常天气、常浪天气下港区间泥沙相互输运的影响.     

环状耦合三量子点结构的电子输运性质

采用修正速率方法研究了环状耦合三量子点系统的瞬态和稳态输运性质.推导了环状耦合三量子点系统的约化密度矩阵运动方程和流经系统的电流.数值计算结果表明:系统处在各状态的几率和流经系统的电流随时间呈现振荡行为.当时间足够长时,它们都趋于稳定值,表明系统达到了稳定状态.在外加磁场的作用下,稳定电流呈现以2π为周期的Aharonov-Bohm振荡.     

从散射波函数方法中导出的非平衡格林函数公式

给出了从Landauer-Buttiker's 散射波函数导出无相互作用介观系统中的非平衡格林函数公式的严格证明.结果表明:尽管散射波函数理论和非平衡格林函数理论基于非常不同的物理思想,但在应用上这2个等价的理论工具是可以互补的.     

自洽玻思近似下串联双量子点的量子输运研究

结合自洽玻恩近似,用量子输运主方程理论研究了串联双量子点在任意电压下的输运问题．结果表明,对于无多体相互作用情况,用修正后的主方程理论计算得到的稳态电流一电压特性关系,与用波函数方法获得的结果符合得很好。但单粒子波函数方法不便描述有多体相互作用的量子输运问题,说明白洽玻恩近似下的主方程理论是一个有效的理论方法．给出有库仑阻塞情况下的电流电压关系,得到通常情况下量子主方程不能得到的库仑台阶的量子展宽效应．     

输运方程中的散射相函数

散射相函数在输运方程计算中具有十分重要意义,各文献中对散射函数的描述很少.为方便对散射函数做综合研究,对国内外文献中出现的分布函数(散射相函数)做了整理总结.所提到的散射相函数涉及反应堆物理、天体物理、大气辐射输运的等多个专业,其求解方法都具有相似性,并对这些分布函数的处理方法给出一个定性的概念,对从事输运计算的科研人员有着一定的参考价值.