介观物理系统的统计物理和持续电流

本文讨论介观系统的统计物理一些基本概念 ,在一般教科书和文献都很少有解释到的。我们讨论自平均效应 ,它在介观与宏观系统之不同 ,对杂质作系统平均后热力学量在介观与宏观系之不同。我们较详细引介用格林函数和图解法计算介观持续电流。同样 ,我们强调宏观系统和介观系统不同之处 ,对介观物理系统从计算热力学量的角度来看需要特别考虑因素。     

介观物理系统的统计物理和持续电流

本文讨论介观系统的统计物理一些基本概念，在一般教科书和文献教很少有解释到的。我们讨论自平均效应，它在介观与宏观系统之不同，对杂质作系统平均后热力学量在介观与宏观系之不同。我们较详细引介用格林函数和图解法计算介观持续电流。同样，我们强调宏观系统和介观系统不同之处，对介观物理系统从计算热力学量的角度来看需要特别考虑因素。     

介观尺度上的物理

在传统的宏观系统与微观系统之间,存在着中间的介观系统,本文综述介观系统的实验和理论研究的新进展。     

介观物理基础和近期发展几个方面的简单介绍

低维和介观物理系统的研究是当前凝聚态理论的一个重要方向.文章将从回顾介观物理中的几个基本概念开始,就近年来在量子点、二维电子气和介观物理系统中的电子关联效应等几个方面的研究,简略地介绍介观物理的新发展和机遇.     

介观系统的量子力学及统计物理特征

 介观体系是指介于宏观与微观之间的一类体系。介观体系的线度L满足aL≤Lφ的条件,其中a为原子半径,Lφ是介观体系的载流子保持相位记忆的特征长度,被称为退相位长度,因此介观体系中的载流子始终是相位关联的。退相位长度Lφ由体系的温度和物性共同决定,例如在液氦温度下,正常金属的Lφ可以达到μm量级,因此低温下介观系统的线度几乎是宏观的。介观系统的可观测的物理量仍然定义为大量微观粒子物理量的统计平均,与宏观系统的定义无异,微观粒子的运动遵循量子力学规律。对介观系统的研究始于20世纪80年代,现已成为凝聚态物理中一个令人瞩目的领域。     

介观金属双环系统中的持续电流和量子能谱

基于电荷的不连续性,对处于外磁场中的介观双环系统进行量子化.假设系统在电荷表象中具有变换的对称性,通过求解电流和Hamilton算符的本征值方程,给出介观金属环互感系统中的量子电流和能谱关系;分析和研究了介观金属环中量子电流和能谱的性质.结果表明,持续电流和量子能谱不仅与外磁场、介观双环参数有关,而且还明显地依赖于电荷的量子化性质.     

热克尔态下介观LC电路的量子涨落

基于介观电容可看作介观隧道结的物理事实，利用旋波近似方法，对介观LC电路进行量子化处理，量子化后介观LC电路系统等效为一个克尔系统.再利用热场动力学理论方法 研究了介观LC电路在有限温度时热克尔态下电荷和磁通的量子涨落，并对结果进行了讨 论. 关键词： 介观LC电路 热克尔态 量子涨落     

介观多环耦合系统中的量子电流增强效应

基于电荷具有离散性的事实对介观电路进行量子化，以介观三环为例研究多环耦合系统中的量子电流增强效应.结果表明，量子电流增强效应不仅存在于耦合双环系统中，而且在金属多环系统中也存在. 关键词： 介观电路 耦合系统 量子电流 增强效应     

电子相位相干时间

本期《物理双月刊》的“介观物理”专集中，马中水教授的《介观物理基础和近期发展几个方面的简单介绍》是一篇力作．该文对介观系统、介观物理的基础概念、介观物理发展的来龙去脉，以及近几年来介观物理领域因结合纳米科技而发展出来的新课题，做了非常全面性的介绍．这篇文章值得想要进入介观物理领域的研究生、博士后研究，以及已经在该领域从事某些课题研究的学者，仔细研读．马教授的文章，集中于讨论介观体系的（低温量子）电子传输性质．     

交流源作用下介观LC电路系统量子态随时间的演化

利用量子不变量理论,讨论了交流电流源作用下介观LC电路系统动力学的演化,得到描述系统量子态随时间的演化算符.分析结果表明:在考虑了介观电容器极板间电子波函数的耦合作用后,介观电路系统将由初态演化到压缩态.     

交流源作用下介观RLC电路系统量子态随时间的演化

根据量子不变量理论，同时考虑介观电容器极板间电子波函数的耦合作用和电路的耗散,研究介观RLC电路系统在交流电流源作用下动力学的演化过程，并且得到描述系统量子态随时间的演化算符.进一步的分析结果表明，介观RLC电路系统的波函数将由任意的初态演化到一般的压缩态. 关键词： 介观RLC电路 交变电源 不变量理论 时间演化算符     

外场与介观约瑟夫森结相互作用的不变本征算符法研究

本文首先详细介绍了场与介观约瑟夫森结相互作用系统的哈密顿量,进一步讨论了系统的量子化方案,然后简要介绍了不变本征算符法及其基本应用.在此基础上,用不变本征算符法求得外场与介观约瑟夫森结相互作用系统的能级间隔.     

有源介观LC电路的量子涨落

本文利用含时微扰论,研究了电源幅值较小时介观LC电路中电荷与电流的量子涨落。在确定的温度下,系统将处在混合态,进一步得到有限温度下含源介观LC电路的量子涨落。研究表明有源介观LC电路的量子涨落不仅与电路参数有关,还与时间和温度有关。     

用热场动力学理论研究介观电路的Wigner函数

利用热场动力学及相干热态表象理论,重构了有限温度下介观RLC电路的Wigner函数,研究了有限温度下介观RLC电路的量子涨落.借助于Weyl-Wigner理论讨论了有限温度下介观RLC电路Wigner函数的边缘分布,并进一步阐明了Wigner函数边缘分布统计平均的物理意义.结果表明: 有限温度下介观RLC电路中电荷和电流的量子涨落随着温度和电阻值的增加而增加,回路中的电荷和电流之间存在着压缩效应,这种量子效应是由于系统零点振动的涨落而引起的; 有限温度下介观RLC电路Wigner函数边缘分布的统计平均正好是储存在介观RLC电路中电容和电感上的能量.     

用热场动力学理论研究介观电路的Wigner函数

利用热场动力学及相干热态表象理论,重构了有限温度下介观RLC电路的Wigner函数,研究了有限温度下介观RLC电路的量子涨落.借助于Weyl-Wigner理论讨论了有限温度下介观RLC电路Wigner函数的边缘分布,并进一步阐明了Wigner函数边缘分布统计平均的物理意义.结果表明:有限温度下介观RLC电路中电荷和电流的量子涨落随着温度和电阻值的增加而增加,回路中的电荷和电流之间存在着压缩效应,这种量子效应是由于系统零点振动的涨落而引起的;有限温度下介观RLC电路Wigner函数边缘分布的统计平均正好是储存在介观RLC电路中电容和电感上的能量.     

交流源作用下介观RLC电路系统量子态随时间的演化

根据量子不变量理论,同时考虑介观电容器极板间电子波函数的耦合作用和电路的耗散,研究介观RLC电路系统在交流电流源作用下动力学的演化过程,并且得到描述系统量子态随时间的演化算符.进一步的分析结果表明,介观RLC电路系统的波函数将由任意的初态演化到一般的压缩态.     

《介观物理》一书评介

介观系统的尺度一般在纳米到微米之间．今天的实验室已可制造介观样品．介观样品既类似宏观系统（例如包含数量巨大的粒子，物理量可按宏观那样定义和测量），又类似于微观系统（例如量子力学起决定作用，特别是波函数的相位起重要作用）．介观系统展示出许多奇特的与量子干涉有关的性质，引起物理学家的广泛兴趣．由于传统电子元件已日益接近工作原理的极限，以及量子干涉元件可能导致电子技术新革命，必将使已习惯于运用欧姆定律的电子工程师产生危机感．当前，即使不涉足凝聚态物理研究物理工作者，都对这一前途不可估量的新领域产生兴趣…     

介观RLC电路的精确波函数和压缩态

利用一系列幺正变换求出了介观RLC电路的精确波函数和基本不变量,并发现此系统基本不变量的本征态是压缩态,它可用介观RLC电路的精确波函数来构造。     

介观RLC电路的量子效应

将介观电容器看作介观隧道结,对介观RLC电路作了相应的量子力学处理.研究了介观RLC电路系统的量子态演化.研究表明:考虑介观电容耦合效应的影响,介观RLC电路系统将由初始的Fock态演化到压缩Fock态,并讨论了电荷及磁通在压缩Fock态下的量子涨落.     

耗散介观电容耦合电路的量子化

通过正则化变换，研究了耗散介观电容耦合电路的量子化，并讨论了系统中电荷和广义电流 的量子涨落. 关键词： 耗散介观电容耦合电路 量子化 正则化变换