单参考态微扰理论发散问题的理论研究

本文对闭壳层和开壳层分子系统由于加入弥散函数导致的单参考态微扰理论的发散问题进行了深入的研究. 发现对开壳层系统,微扰能量的振幅随体系自旋多重度的增加而增加. 本文利用Feenberg变换来处理微扰理论的发散问题. 通过调节Feenberg 变换的参数λ来加速微扰序列的收敛性. 数值计算表明,存在一个λ值,微扰序列收敛最快. 还发现该λ值随着自旋多重度增加而增加.     

Co/CoO双层膜的各向异性磁电阻与交换偏置行为研究

本文系统研究了Co/CoO双层膜的各向异性磁电阻(AMR)与交换偏置行为,并给出了外加微扰场对交换偏置磁锻炼效应恢复程度影响的实验结果.结果表明磁锻炼效应发生后,施加0.15T的倾斜微扰场可致使铁磁畴分裂进而诱导磁锻炼效应的恢复,揭示磁锻炼效应恢复程度与微扰场的角度有紧密关联.在微扰场作用下FM自旋在两个方向分裂,一部分自旋沿微扰场方向,另一部则被冷却场的AFM自旋钉扎住而沿原来方向不变.当微扰场和冷却场夹角大于30°时,FM畴被分裂,磁锻炼效应开始恢复,表明一个磁畴内的铁磁自旋偏离夹角最大为30°,而磁锻炼效应发生后,部分AFM自旋偏离冷却场方向的角度则小于30°,实验结果与相应的理论计算结果一致.此外,恢复程度随微扰场角度的增加而增加,最大恢复程度时角度为90°.同时,磁锻炼效应的恢复增加了交换偏置值,为器件设计提供理论支持,在自旋电子学基础和应用研究方面具有重要的指导意义.     

简并基态最陡下降微扰理论

本文证明,Cioslowski所引入的一个全新的量子力学计算方案,非简并基态最陡下降微扰理论,通过按对称性选择合适的零级试探波函数后,可以处理简并基态的微扰分裂问题由于最陡下降微扰理论既避免了通常的其他微扰理论需要对各个基矢量无限求和的或求解一组微分方程的缺陷,又具有逐步迭代改善计算结果的优点,本文引进的计算方案可望在原子分子及其他多粒子体系能级的微扰分裂计算中得到广泛应用。 关键词：     

研究类氦原子基态能量的参数微扰法

考虑了类氦原子中电子对核的屏蔽效应,建立了含有屏蔽效应参数的哈密顿算符,并应用微扰理论研究了类氦原子基态能量.通过参数微扰法计算的类氦原子一级近似基态能量与变分法得到的能量完全相同,比无参数微扰法计算的能量更加接近实验值.参数微扰法为研究多电子原子能级和原子能级精细结构提供了一种新的方法.     

硼原(离)子内壳激发高自旋态能级和辐射跃迁

采用Rayleigh-Ritz变分方法计算了B原子(离子)内壳层激发高自旋态(~(4,5,6)L,L=S,P)里德伯系列的能量和精细结构劈裂,利用截断变分方法改进非相对论能量,并利用一阶微扰理论计算了相对论能量修正和质量极化效应修正,利用屏蔽的类氢公式计算了量子电动力学效应和高阶相对论效应,从而得到了高精度的组态能量.利用精确计算的波函数,计算了这些高自旋态的电偶极辐射跃迁波长、振子强度和辐射跃迁概率.通过长度规范和速度规范计算的振子强度的一致性证明了本文计算的波函数是精确的.相比其他理论计算结果,本文计算的高自旋态的能级及跃迁波长数据与实验数据符合得更好.对于一些高位的内壳层激发高自旋态,相关的能级和跃迁数据为首次报道,本文的计算结果对相关实验光谱谱线标定具有重要意义.     

QCD微扰理论和原子核(Ⅰ)强子的能级移动和质量差

讨论了禁闭情况下(在强子中)的QCD微扰,由层子—胶子相互作用导出了单胶子交换的等效位。在此基础上用MIT袋模型及高斯型波函数近似计算了强子的能级移动和质量差,并与半经典处理及实验结果相比。结果表明在强子中QCD微扰理论是可行的,半经典处理结果正是微扰计算的最低阶项,由此微扰理论给出了袋模型中处理相互作用的新途径。     

对非线性量子场论与激光理论中的微扰谐振梯度算子方法的改进

当微优按Hermite多项式H_k的收敛级数作如下展开时,V(X)=b²X²+Σ_k C_kH_k(b^1/2X), 则可将其微扰梯度算子方法应用于微扰谐振子波动方程的求解中.发现若将Hermite多项式基与二项式系数函数依量子数一起使用,则可大大简化微扰梯度与因子分解函数.因此,在不增加其复杂性的情况下,便可求得任意级微扰的本征值与本征函数的分析表示式.通过计算,本文给出了X的偶性微扰势函数V(X),为了说明如何应用改进后的微扰梯度算子方法,本文重新研究了其势函数为V(x)=x²+λX²/(1+gX²),且g>0时的Schr?dinger方程的求解过程. 关键词：     

相对论平均场理论中的张量项对自旋-轨道劈裂的影响

在相对论平均场理论中引入同位旋标量-矢量介子ω张量项, 以²⁰⁸Pb为例,研究了张量项对原子核平均势场、介子场、自旋-轨道耦合势、单粒子能级的自旋-轨道劈裂和原子核壳层结构等的影响.结果发现张量项对核子平均势的影响主要表现在原子核的表面.随着张量耦合强度的增加, 自旋-轨道耦合势增强,单粒子能级的自旋-轨道劈裂增大,从而导致原子核单粒子能级的壳层结构发生很大变化,传统幻数所对应的主壳消失, 新的主壳出现.     

吸引费米体系多体微扰级数的收敛性

本文用泛函分析的方法,研究了吸引多费子体系中Wigner和Schr?dinger两种微扰级数的收敛性问题。发现这两种微扰级数的“收敛半径”是相同的,但是收敛与发散的速度是不相等的,我们提供了一个较有用的判据。     

两体自旋轨道耦合力与f7/2壳层能谱

本文采用中心力加两体自旋轨道耦合力作为剩余相互作用,计算了 f_7/2壳层原子核的能谱.交换参数可调.径向波函数采用谐振子波函数.计算值和实验值的符合程度令人满意.因而表明在剩余相互作用中,两体自旋轨道相互作用的影响不可忽视.     

满壳层外一个粒子原子核的能级

本文讨论了满壳层外有一个核子的原子核的能谱,指出在计算能谱时可以用微扰方法。     

绿宝石晶体自旋二重态对基态能级的影响及Jahn-Teller效应

应用不可约张量方法和群的理论构造了三角对称晶场中考虑自旋 轨道相互作用,自旋 自旋相互作用和自旋 其它轨道相互作用的3d3/3d7态离子的可完全对角化的120阶微扰哈密顿矩阵.利用该矩阵计算了绿宝石晶体的基态能级、零场分裂参量,研究了自旋二重态对基态能级的贡献.理论计算值与实验值相符合,证明二重态对基态的贡献是不可忽略的.在此基础上,进一步研究了自旋 自旋相互作用、自旋 其它轨道相互作用和自旋 轨道相互作用对绿宝石晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋 自旋和自旋 其它轨道相互作用对绿宝石晶体基态能级和零场分裂参量的影响都是不可忽略的.从而通过理论计算值和实验值的比较,证实了在绿宝石晶体中Jahn Teller效应的存在,它能够对光谱精细结构的分裂提出一些更加合理的解释.     

考虑非常数自旋扭矩时LLS方程的微扰解

不将自旋扭矩因子近似为一个常数,利用Melnikov微扰方法推导了LLS方程解的表达式,通过VC与MATLAB混和编程进行计算,计算结果显示,与将自旋扭矩因子视为常数的情况相比较,自旋扭矩为磁化强度函数时的磁化强度运动轨道在离开未扰轨道初期仅在未扰轨道附近做微小振动,在翻转时刻附近有较大振荡,并且所预言的磁化强度翻转时刻相对提前. 关键词： 自旋扭矩 磁化强度 LLS方程 微扰     

无简并多级微扰作用修正的递推关系

在量子力学中微扰论是一类非常重要的近似方法,其基本思想是:在量子力学中有一些实际体系很“接近”于那些可严格求解的思想体系,所以能用已知体系的严格解作为出发点,来求出与它们相当“接近”的待求体系的近似解。多数量子力学教科书只讨论体系哈密顿算符存在单级微扰项的情况,即 (?)=(?)~(0)+λ(?)~(1) 其中H~(0)是可严格求解的理想体系的哈密顿算符,是H的主要部分,λ是一个无量纲的实参数,且0≤λ≤1,由于λ(?)~(1)与(?)~(0)相比小一个量级,所以(?)~(1)称为微扰项,(?)就是存在单级微扰作用的哈密顿算符。 现讨论体系存在多级微扰作用,那么哈密顿算符表示为 (?)(λ)=(?)~(0)+λ(?)~(1)+λ~2(?)~(1)+;……(1) λ的幂次表示微扰中各项的量级,后一项较相邻的前一项小一个量级,(?)~(1)称为第一级微扰项,(?)~(2)称为第二级微扰项等。(?)(λ)所满足的薛定谔方程为 (?)(λ)φ(λ)=E(λ)φ(λ) (2) 先考虑量子数为k的能量本征值和本征函数的修正,按λ的幂级数展开。     

亚毫米尺度对称金属包覆波导中传输损耗的抑制

利用光频范围贵金属介电常量的虚部远小于其实部绝对值的特点,采用一阶微扰理论得到了对称金属包覆波导横电和横磁导模微扰传播常数的解析公式。针对金属包覆波导传输损耗大的缺陷,提出采用亚毫米尺度的超厚导波层来抑制传输损耗的新方法。微扰公式与精确数值解结果相符。     

Cr3+∶MgAl2O4晶体的基态能级分裂及Jahn-Teller效应*

构造了3d3/3d7离子在三角对称晶场中考虑自旋-轨道相互作用,自旋-自旋相互作用和自旋-其它轨道相互作用的120阶微扰哈密顿矩阵.利用完全对角化该矩阵的方法计算了Cr3+∶MgAl2O4晶体的基态能级、零场分裂参量,理论计算值与实验值相符合.定量研究了自旋二重态对基态能级的贡献,证明该贡献是不可忽略的.定量研究了自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用和自旋-其它轨道相互作用对Cr3+∶MgAl2O4晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋-轨道和自旋-自旋相互作用对基态能级和零场分裂参量的影响的程度和方式是不同的,自旋-其它轨道相互作用的影响也是不可忽略的.通过理论计算值和实验值的比较,证实了在Cr3+∶MgAl2O4晶体中Jahn-Teller效应的存在,解释了该晶体的光谱精细结构的成因.     

二级微扰理论的简单例子

找到一个能很好地说明二级微扰理论的例子,是量子力学教师面临的一个共同问题.最常用的例子也许就是氢的二级斯塔克(Stark)效应,或者是基本上相同的情形──氢的(静)电偶极子极化率.氢的二级斯塔克效应中氢原子是受到一均匀外场 E=Ez的微扰.哈密顿中的微扰项为 H=-eEz(1)根据二级微扰理论,基态能的斯塔克移动为式中nlm>和E为未受微扰的氢的态矢量和对应的能量.( 2)式中的求和遍及除基态外的无数中间态,因此这个求和成为课堂讲授时的一个棘手问题.一种方法是需要引进抛物线坐标[1].最近本杂志发表了一种比较简单的方法 [2].已发表的也许最…     

Cr~(3 )∶MgAl_2O_4晶体的基态能级分裂及Jahn-Teller效应

构造了3d3/3d7离子在三角对称晶场中考虑自旋-轨道相互作用,自旋-自旋相互作用和自旋-其它轨道相互作用的120阶微扰哈密顿矩阵.利用完全对角化该矩阵的方法计算了Cr3 ∶MgAl2O4晶体的基态能级、零场分裂参量,理论计算值与实验值相符合.定量研究了自旋二重态对基态能级的贡献,证明该贡献是不可忽略的.定量研究了自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用和自旋-其它轨道相互作用对Cr3 ∶MgAl2O4晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋-轨道和自旋-自旋相互作用对基态能级和零场分裂参量的影响的程度和方式是不同的,自旋-其它轨道相互作用的影响也是不可忽略的.通过理论计算值和实验值的比较,证实了在Cr3 ∶MgAl2O4晶体中Jahn-Teller效应的存在,解释了该晶体的光谱精细结构的成因.     

有机自旋阀的磁电阻性质研究

考虑到有机半导体中极化子和双极化子特殊的电荷-自旋关系,从自旋扩散方程和欧姆定律出发,理论研究了"铁磁/有机半导体/铁磁"有机自旋阀结构中的磁电阻性质.计算发现,磁电阻在数值上随有机半导体层中极化子比率的增加而增大,随有机半导体层厚度的增加而迅速减小.同时发现自旋相关界面电阻能在很大程度上提高系统的磁电阻.讨论了铁磁层和有机半导体电导率比率、铁磁层极化率等对系统磁电阻性质的影响. 关键词： 磁电阻 有机自旋电子学 极化子     

YAG:Cr3+晶体的基态能级分裂及扬-特勒效应

应用不可约张量法和群的理论构造了三角对称晶场中3d3/3d7态离子的可完全对角化的120阶微扰哈密顿矩阵.矩阵中考虑了自旋-轨道相互作用,自旋-自旋相互作用和自旋-其他轨道相互作用,利用该矩阵计算了YAG.Cr3 晶体的基态能级、零场分裂参量,研究了自旋二重态对基态能级的贡献,理论计算值与实验值相符合,证明二重态对基态的贡献是不可忽略的.在此基础上,进一步研究了自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用和自旋-其他轨道相互作用对YAG:Cr3 晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋-自旋和自旋-其他轨道相互作用对YAG晶体基态光谱精细结构和零场分裂参量的影响都是不可忽略的.通过理论计算值和实验值的比较,证实了在YAG:Cr3 晶体光谱中扬-特勒效应的存在.