准晶的对称性和物理性质

本文较系统地论述了准晶的对称性和物理性质，内容涉及准晶的对称性与点群，群的表示理论与准晶的弹性性质，准晶的平衡性质热力学与物理性质张量等诸多方面，其中也包含了本研究小组近年来在这方面的工作和所取得的重要成果     

一维准晶物理性质

本文综述自１９８４年准晶体发现以来,一维准晶物理性质,主要是电子性质的研究成果。包括准晶的构造,各种理论模型及研究方法,以及所发现的异于晶体和非晶体的物理性质。     

一维准晶物理性质

本文综述自１９８４年准晶体发现以来，一维准晶物理性质，主要是电子性质的研究成果。包括准晶的构造，各种理论模型及研究方法，以有所发现的异于晶体和非晶体的物理性质。     

二维Fibonacci准晶电子能谱

基于重整化群技术,我们用分解-消元方法研究二维Fibonacci准晶电子能谱性质,得到了具有多种分支结构的能谱,这与一维Fibonacci的单一分支结构完全不同。同时,利用晶格的四重旋转对称性将哈密顿量化简,然后进行数值模拟计算,计算结果与分析结果完全一致。 关键词：     

晶体几何系列之三 准晶是高维晶体投影的证明

晶体中原子的排列具有平移对称性,平移对称性限制了晶体只有n=1,2,3,4,6次转动对称。发现有8-次,10-次,12-次转动对称的准晶。准晶结构是高维晶体结构的投影。晶体和准晶的定义统一于点状衍射花样。     

90年代理论物理学重大前沿课题系列报道（Ⅲ）低维准晶物理性质研究

９０年代理论物理学重大前沿课题系列报道（Ⅲ）低维准晶物理性质研究固体物理学一直认为由于有序结构要满足长程平移不变性，因此五次旋转对称性是不可能存在的。１９８４年，Ｓｈｅｃｈｔｍａｎ等人在ＡＩＭｎ合金中发现了五次对称准晶体，被认为是近几十年来固体物理学...     

单棱镜共光路干涉法制作多结构二维光子准晶

提出一种共路干涉装置用于复杂结构亚微米尺度光子准晶的大面积制作.改变样品旋转角度和曝光次数,设计多种不同旋转对称性的准晶结构,并给出相应的衍射模式以证明其多重旋转对称性.利用该装置可以制作任意复杂结构、任意旋转对称度的准晶结构.同时,分析了旋转轴和旋转角存在偏差时对准晶结构的影响.另外,采用该装置实验制作了十重准晶结构,并用原子力显微镜和衍射测量表征该准晶的长程指向性和十重旋转对称性,实验结果表明:十重晶格结构的直径为1.2μm,最小结构单元尺寸为377nm,与理论设计尺寸1.25μm和392.5nm相比,误差为4%.理论设计和实验结果一致性很好,对研究以光子带隙为基础的纳米光子学器件具有重要的指导意义.     

人工构建二维准晶复合结构的减阻特性研究

采用旋转锥板式剪切力测试系统,测试了人工构建的具有五次、八次、十次、十二次对称性的二维准晶结构对甘油和水混合液的减阻性能,并与随机排列结构和周期排列结构的流阻进行了对比.对比试验发现：准晶结构具有显著的减阻效果,其中具有十二次对称性的二维准晶结构减阻效应最大,在剪切率为200—2000 s^-1时,剪切力减小的幅度从15%—9%,其最大减阻量可达到15.4%.进一步在所构建的大尺度二维准晶结构的表面,再复合制备微/纳米粗糙结构,这两种尺度的结构协和作用,可实现减阻效果明显提高. 关键词： 准晶结构 粗糙结构 十二次对称性 减阻     

准晶序,其起源及其后果:对于流行模型的综述

本文综述了准晶的结构、形成和物理性质的现况。强调了原子结构与晶体学,并特别注意于刚性几何加缀饰模型。较新的领域也将加以讨论,这包括统计物理问题(平衡态准晶的有序化、磁性、界面)及电子结构。     

准晶序,其起源及其后果:对于流行模型的综述

本文综述了准晶的结构、形成和物理性质的现况。强调了原子结构与晶体学,并特别注意于刚性几何加缀饰模型。较新的领域也将加以讨论,这包括统计物理问题(平衡态准晶的有序化、磁性、界面)及电子结构。     

光子准晶微腔型传感器特性的研究

采用时域有限差分法,研究了八重光子准晶微腔型光学传感器的物理特性。研究结果表明,光子准晶微腔具有高品质的共振模,其场被高度局域在腔中心,并向周边对称性扩展,呈现出高度的八重旋转对称性。由于缺陷模场扩展到微腔的周边环境中,使得模场能与外部环境产生强烈的相互作用,因此实现了高灵敏度的光学传感。在光通信波段长1 550nm时,折射率灵敏度达到了700nm/RIU。研究结果为实现一类新型光子准晶型高灵敏度生物传感器提供了重要的依据。     

准晶体——已有名声的二十面体对称性

“二十面体”准晶体的结构和性质是美国物理学会最近一次年会(巴尔的摩,1985年3月25-29日)上热烈讨论的问题之一.准晶体看来代表一种新的物态,它既具有二十面体点对称性,又具有一种变态的平移序.准晶体的结构特点可以从平面的Penrose拼接[1]中得到启发. 国家标准局D.Shechtinan首先在急冷Al-Fe、Al-Mn、Al-Cr合金中发现了二十面体有序性,尺寸可以大到2μm的枝晶伏微准晶体,象晶体经常产生的那样产生明锐的电子衍射,但这种电子衍射具有二十面体对称性.初等几何分析证明晶体不具有二十面体对称性.对上述晶体学上不允许出现的电子衍射,一种…     

硅材料场致等效二阶极化率张量的研究

具有反演对称中心的硅单晶在电场作用下体内的反演对称中心消失,因而理论上应产生偶数阶非线性极化率。从理论上根据矢量与张量的作用,利用(eχf2f)=χ(3).E这一关系和张量变换理论系统地阐述了硅材料在内建电场或外加电场的作用下,具体在方向分别沿[111][、110]和[001]的电场作用下,得到的等效二阶极化率张量(eχf2f)分别与C3v、C2v和C4v点群的二阶极化率张量具有相同的形式,说明在物理性质方面,硅的对称性由Oh群在相应方向电场作用下分别被降低为C3v、C2v和C4v群,因此应该具有相应对称性晶体的二阶非线性光学性质;提出了电场E沿任意方向时硅的等效二阶极化率张量e(χf2f)的计算方法,对研究硅材料和其他具有反演对称中心材料的场致二阶非线性光学性质实验具有指导意义。     

准周期光子晶体平板透镜的光会聚

提出了一种能够实现负折射的准周期光子晶体(QPC).该准晶光子晶体具有十二重对称性,由介质背景下空气孔的准周期阵列组成.用时域有限差分方法研究了电磁波通过该十二重准品后的传播行为.对劈形准品样品的研究表明,电磁波在该准晶结构中发生了负折射现象.进一步利用该准晶制成平行平板,研究了平板的表面截面对电磁波传播的影响.发现改变平板的表面截面,可以调节电磁场在板后的分布.在合适的界面条件下,准晶平板对电磁波实现了会聚.因此,在实际应用中应仔细选择适当的界面参数.     

二维准晶的声子及其熔化性质

本文研究具有五次对称性的二维Penrose准晶的声子及其熔化性质,我们找到了一个相似变换矩阵,利用它成功地对动力学矩阵进行约化。这约化一方面大大地减少了计算量,另一方面通过它可解析地得出振动模中有2/3是双重简并的,而余下的1/3是非简并的结论。利用原子均方位移判据,我们研究了二维Penrose准晶格的熔化性质,得出边界较内部先熔化,原子间相互作用大的系统不易熔化等合理结论。     

热致液晶的结构与分类

液晶是一种凝聚态物质,它的特性与结构介于晶体与各向同性液体之间,实际上是有序流体,它具有各向异性的物理性质.有时又被称作中间相或介品相. 液晶具有一定的长程取向有序,其分子按某一从优方向排列,这是其物理性质各向异性的主要原因.然而,液晶又是平移无序或部分平移无序的,因而又具有某些类似液体的性质,它可以形成液滴和具有一定的流动性.由于平移对称性的不同,液晶形成各种不同的相. 各种类型的液晶相几乎填充了从各向同性液体到晶体之间在有序性上的所有空隙.例如,向列相很接近液体,然而某些近晶相却会具有三维结构.具有立方结构的近…     

双模随机晶场对纳米管上Blume-Capel模型磁化强度和相变的影响

近年来, 磁性纳米管的物理性质和相关应用得到了人们的广泛关注. 利用有效场理论研究了纳米管上双模随机晶场中Blume-Capel模型的磁化强度和相变性质, 得到了系统的磁化强度与温度和随机晶场的关系及其相图. 结果表明: 系统在稀释晶场、交错晶场和同向晶场中会表现出不同的磁学性质和相变行为; 稀释晶场和交错晶场会抑制系统的磁化强度, 导致其基态饱和值小于1, 而同向晶场则不会; 随着随机晶场参量的变化, 系统存在多个相变温度, 并呈现出三临界现象和重入现象.     

浅谈晶体物理性质的对称性

指出了晶体物理性质对称性学习中的两点误解，着重讨论了晶体物理性质的隐蔽对称性。     

二维准晶的声子及其熔化性质

本文研究具有五次对称性的二维Penrose 准晶的声子及其熔化性质.我们找到了一个相似变换矩阵, 利用它成功地对动力学矩阵进行约化.这约化一方面大大地减少了计算量, 另一方面通过它可解析地得出振动模中有2/3是双重简并的, 而余下的1/ 3 是非简并的结论.利用原子均方位移判据, 我们研究了二维Penrose 准晶格的熔化性质, 得出边界较内部先熔化, 原子间相互作用大的系统不易熔化等合理结论。 关键词：     

寻找囚禁在光腔中的玻色-爱因斯坦凝聚体的八重准晶

准晶是一种拥有长程序但不具有周期性结构的一种物质.实验上通过将玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)放置在一个由四个光学腔组成的系统中,通过四个腔中激光照射在凝聚体上从而得到具有八重旋转对称性的准晶.本文结合虚时演化方法和分步傅里叶法从理论上得到了八重准晶体.我们通过这种方法可以实现更为复杂的晶体结构,从而为将来探索新物质提供了可能.