自旋轨道耦合作用的等效磁场

自旋与电荷一样,是电子的固有属性,电子的周期性轨道运动产生的磁场与电子的自旋磁矩相互作用,这种磁相互作用就是自旋轨道相互作用。在原子物理学中,这种自旋轨道作用会影响原子光谱的精细结构,然而教材中缺少自旋轨道耦合作用在二维半导体材料中的微观描述。本文将引入Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合作用的哈密顿量,研究单电子在无外场下二维平面内运动,讨论一种或者两种自旋轨道耦合的哈密顿量表示。通过自旋与等效磁场耦合的塞曼能量表示,本文计算了本征态下不同自旋轨道耦合作用下的等效磁场,从而有助于探索二维半导体材料中不同自旋轨道耦合作用下的物理特性。     

自旋-轨道相互作用能的简明计算

本文介绍自旋－轨道相互作用能的一种简明计算。与通常计算自旋磁矩在原子实相对于电子的运动所产生的磁场中的磁能相反， Ｗ． Ｔ．Ｄｉｘｏｎ计算原子实在运动自旋磁矩所产生的电场中的电势能，给出自旋－轨道相互作用能量的正确结果。其推导简单，物理意义明确．     

HgMnTe磁性二维电子气自旋-轨道和交换相互作用研究

通过分析不同温度下HgMnTe磁性二维电子气Shubnikov-de Hass（SdH）振荡的拍频现象，研究了量子阱中电子自旋 轨道相互作用和spd交换相互作用.结果表明：（1）在零磁场下，电子的自旋 轨道相互作用导致电子发生零场自旋分裂；（2）在弱磁场下，电子的自旋-轨道相互作用占主导地位，并受Landau分裂和Zeeman分裂的影响，电子的自旋分裂随磁场增加而减小；（3）在高磁场下，电子的spd交换相互作用达到饱和，电子的自旋分裂主要表现为Zeeman分裂.实验证明了当电子的Zeeman分裂能量与零场 关键词： 磁性二维电子气 Zeeman分裂 Rashba自旋分裂     

Rashba自旋-轨道相互作用对一维谐振子势场中电子性质的影响

分析了Rashba自旋-轨道相互作用对一维谐振子势场中电子性质的影响,发现该自旋-轨道相互作用能够导致能级之间的自旋翻转,并且自旋翻转的性质明显依赖于自旋-轨道耦合系数和参考系坐标之间的关系.     

Al2O3:V3+晶体局域结构及其自旋哈密顿参量研究

提出了解释掺杂离子局域结构畸变的配体平面移动模型,建立了此模型下晶体微观结构与自旋哈密顿参量之间的定量关系.在考虑自旋与自旋、自旋与另一电子轨道和轨道与轨道作用等微小磁相互作用的基础上,采用全组态完全对角化方法,对Al2O3晶体中V3+的局域结构和自旋哈密顿参量进行了系统的研究.结果表明,V3+掺入Al2O3晶体后,上下配体氧平面间距离增大了0.0060 nm.从而成功地解释了Al2O3:V3+晶体的自旋哈密顿参量.在此基础上,研究了三角晶场下3d2离子自旋哈密顿参量的微观起源.研究发现,自旋三重态对自旋哈密顿参量的贡献是主要的,微小磁相互作用对自旋哈密顿参量的贡献只与自旋三重态有关.     

类锂离子体系高角动量态1s2ng(n=5～9)的精细结构的理论计算

利用全实加关联方法,以类锂等电子序列为研究对象,通过自旋－轨道相互作用和自旋－其它轨道相互作用算符的期待值计算了类锂离子等电子序列（Z=9～20）的高角动量1s2ng(n=5～9)激发态的精细结构劈裂.为了获得更精确的理论结果,在类氢近似下估算了高阶相对论修正和量子电动力学（QED）效应对精细结构的贡献,得到的结果与等电子序列规律符合的很好。     

类锂离子体系高角动量态1s2ng(n=5～9)的精细结构的理论计算

利用全实加关联方法，以类锂等电子序列为研究对象，通过自旋－轨道相互作用和自旋－其它轨道相互作用算符的期待值计算了类锂离子等电子序列（Z=9～20）的高角动量1s2ng(n=5～9)激发态的精细结构劈裂.为了获得更精确的理论结果，在类氢近似下估算了高阶相对论修正和量子电动力学（QED）效应对精细结构的贡献，得到的结果与等电子序列规律符合的很好。     

类碳体系基态能量的精细结构(英文)

以多电子原子精细结构哈密顿的球张量形式和不可约张量理论为基础,建立了计算多电子原子精细结构(包括自旋-轨道相互作用、自旋-其它轨道相互作用和自旋-自旋相互作用)能量的一般性解析理论形式,应用所建立的理论对类碳体系(Z=6～8)基态的精细结构能量进行了具体计算,计算结果与实验数据符合得较好.     

Fe-Ga磁致伸缩合金自旋轨道耦合效应研究

磁致伸缩和磁晶各向异性来源于自旋轨道耦合及晶体场效应,两种效应作用效果将对Fe-Ga大磁致伸缩合金研究方向将起指导作用.通过基于均匀梯度近似的线形缀加平面波法研究了Fe-Ga磁致伸缩合金中D03、B2-like、L12结构在施加自旋轨道耦合效应前后Fe原子3d轨道劈裂情况,轨道电子数及磁晶各向异性.结果表明,自旋轨道耦合效应可以进一步劈裂D03及L12立方结构晶体场,D03和L12结构中Fe原子3d轨道电子数,尤其是dxy和d(x2-y2)轨道下自旋电子数由于自旋轨道耦合作用发生改变;但自旋轨道耦合对B2-like结构作用微弱.Fe-Ga磁致伸缩合金中磁晶各向异性主要由晶体场效应决定.     

正多边形量子环自旋输运的严格解

研究了存在Rashba自旋轨道相互作用的正多边形量子环的自旋输运特性．采用量子网络的典型方法和Landauer-Büttiker电导公式,严格求解了电子通过正多边形量子环的散射问题,并得到了电导的解析表达式．通过数值计算和解析分析,进一步研究了量子环电导随电子波矢和自旋轨道相互作用强度变化的复杂形式,包括源于自旋轨道耦合相互作用的电导零点系列．特别地,还研究了正多边形环的边数趋近于无穷的极限情形,与直接采用圆环模型获得的结果完全一致． 关键词： Rashba自旋-轨道相互作用 量子网络 量子输运     

迭代的多组态相互作用方法

本文提出了迭代的组态相互作用方法(IMRCI). IMRCI被用来计算H₂O和CH₂(单重态和三重态)在平衡态和远离平衡时的电子能量. IMRCI、MP2、MP3、MP4、CCSD和CCSD(T)还用来计算H₂O、CH₂(单重态和双重态)和N₂的势能曲线. 这些计算结果表明IMRCI的结果不依赖初始的多参考态组态函数,并能较快地收敛到完全组态相互作用的计算结果. 相比完全组态相互作用的结果,仅需2至4次迭代,IMRCI的误差就能达到10^-5 hartree数量级. 另外,IMRCI还提供了寻找势能面上主要电子组态的一个有效途径. 这将有助于单参考态和多参考态理论模型得到准确的计算结果.     

二静电体系相互作用力的特点

二静电体系的相互作用能与相互作用力是一个重要问题，各种教材对此却无系统论述，因而常常困扰不少学生，本文试图对此作较系统的讨论，并列举了若干例子．     

具有对称和反对称超交换相互作用的一维spin-Peierls系统的基态行为

采用Lanczos数值计算方法研究了具有Dzyaloshinskii-Moriya（DM）相互作用和Kaplan-She khtman-Entin-Wohlman-Aharony（KSEA）相互作用的一维spin-Peierls（s-P）系统的基态 行为.计算结果发现KSEA相互作用总是不利于系统二聚化，并且它还影响DM相互作用对系统 二聚化的贡献，甚至可以抵消其作用；在某些特定条件下, KSEA和DM的共同作用可以破坏系 统的二聚化基态而转化为均匀基态. 关键词： DM相互作用 KSEA相互作用 二聚化     

Optical spectroscopy by Hantaro Nagaoka – Pioneer nuclear structure study

Hantaro Nagaoka is a Japanese physicist who made an experimental pioneer work on optical spectroscopy for nuclear structure studies in 1920s. Today much attention should be paid to this work rather than to his famous atomic model that died away long time ago along with Thomson's model. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

The symmetric and antisymmetric superexchange interactions in spin-Peierls system

The influences of Dzyaloshinskii Moriya （DM） interaction and Kaplan-Shekhtman-Entinwohlman-Aharony （KSEA） interaction on the dimerization of a spin-Peierls system are investigated theoretically by using the Lanczos numerical method. The ground state of the spin-Peierls system is still dimerized phase when both of the DM and the KSEA interactions have the same value with Heisenberg interaction. It is found that the KSEA interaction and uniform DM interaction are always against systemic dimerization, but the staggered DM interaction acts in favour of dimerization. Furthermore, the influences of the DM and the KSEA interactions are also studied in terms of the ground state index rate and the energy gap index rate of the dimerized Heisenberg system. The results show that the DM interaction makes the index rates larger, while the KSEA interaction makes them smaller.     

Repulsive Casimir force between silicon dioxide and superconductor

We present a detailed investigation of the Casimir interaction between the superconductor Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ (BSCCO) and silicon dioxide with bromobenzene present in between. We found that the dispersion force is repulsive and the magnitude of the force can be changed by varying the thickness of the object and the temperature. The repulsive force would provide a method to deal with stiction problems and provide much significant from the practical point of view. (© 2012 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

Berry Phase of Composite System Induced by Time-Dependent Interaction

The Berry phase in a composite system induced by the time-dependent interaction is discussed. We choose two coupled spin-1/2 systems as the composite system： one of the subsystems is subjected to a static magnetic field, and the coupling parameters between two spins are controllable in time. We show that the time-dependent interaction can induce the Berry phase in a similar way as that a spin-1/2 system （qubit） is driven by an effective time-dependent magnetic field. Furthermore, using two consecutive cycles with opposite directions of both the static magnetic field as well as opposite signs of the coupling parameters, a nontrivial two-qubit unitary transformation purely based on Berry phases can be constructed.     

两道巴蒂金电动力学题的启示

由巴蒂金两道与电象有关的相互作用能与相互作用力的习题的巧妙解答，证明关于电象情形与真实情形的相互作用力桢，而相互作用能不一定是半值关系的结论是正确的，并解释了是否为半值关系的深刻物理内涵。     

求自由电荷与感生电荷间相互作用的两种方法

根据《大学物理》１９９３年第９期上“静电中固有能、相互作用能及有关问题”一文中对相互作用能Ｗｉ与静电感应能Ｗｉ的定义,可用Ｗｉ或Ｗ’１求自由虬荷与感生电荷间相互作用,两种方法所得结果相同。     

随机相互作用系综内的镉同位素电磁矩线性演化

在随机相互作用系综内,镉同位素11/2-同质异能态的电四极矩与磁偶极矩总是倾向于随中子数的增加呈线性演化,这与近年来的实验观测是一致的。除了对力对磁矩线性演化的决定性影响之外,特定形式的质子-中子相互作用被认为是这种线性演化的主要驱动力:电矩的线性演化要求质子中子之间的四极相互作用;磁矩则要求质子中子之间的短程相互作用,并且这种相互作用应具有与真实核相互作用一致的相对强度与正负性。In random-interaction ensembles, the electric quadrupole moments (Q) and magnetic moments (μ) of the Iπ=11/2- isomers of the Cd isotopes predominantly present linear correlation with neutron numbers, corresponding to the recently emphasized linear Q and μ systematics in realistic nuclear system. Although the seniority scheme enhances such predominance (more essentially for μ), the configuration mixing due to quadrupolelike and δ-force-like proton-neutron interactions is responsible for the linear Q and μ systematics, respectively, at least in random-interaction ensembles. Especially, the linear μ systematics further requires the proton-neutron interaction have similar relative strength and attractive-repulsive property to realistic nuclear interaction.