外推法计算冰的熔解热的理论依据及Matlab实现方案

本文基于牛顿冷却规律给出了“冰的熔解热实验”中用外推法修正温度的完整的理论依据.采用Matlab编程实现了修正温度时面积补偿的要求,将其用于数字温度计所得实验数据的处理,计算得到的熔解热值基本符合预期.通过理论分析和数值计算发现,采用外推法处理实验数据基本上不依赖于冰、水质量以及投冰时水温等实验参数的设置,而环境温度测量虽然影响散热系数的计算,但对温度的修正与熔解热的计算影响很小,因此,基于该方法的熔解热测量很适合在实验条件要求不高的物理实验教学中推广应用.     

线性磁性分子离子中由激光诱导的超快自旋转移

通过由激光诱导的Λ进程,很多分子磁性体系中涉及的退磁、 自旋翻转或自旋转移过程在理论上得以实现.本文针对具有线性构型的磁性分子离子, 应用量子化学从头计算与自编程序相结合的方法,实现了具有线性构型的双磁性中心分子体系 [Fe-O-Co]⁺中基于Λ进程的超快自旋转移,且电子占据的转移率达到90%以上. 本文的理论研究结果表明,采用改变磁场方向的方法来增强体系的磁晶各向异性, 可以避免为提高自旋转移能力而额外增加桥接原子在实际应用中的复杂性, 同时也可明显提高电子占据的转移率.     

双磁性中心内嵌富勒烯Y_2C_2@C_(82)-C_2(1)中的超快自旋动力学行为

自旋翻转和自旋转移是实现基于内嵌富勒体系自旋逻辑功能器件设计的先决条件.本文以双磁性中心内嵌富勒烯Y_2C_2@C8_2-C_2(1)体系为例,采用第一性原理计算方法,结合Λ进程理论模型和自编的遗传算法程序,在该内嵌富勒烯体系中分别实现了亚皮秒时间尺度内的自旋翻转和自旋转移过程.计算结果表明,优化后的内嵌Y_2C_2团簇结构和实验得到的各项数据基本吻合,并且会对外部的C8_2-C_2(1)笼结构产生一定的排斥力,但由于富勒烯笼状结构具有很强的稳定性,所以整个体系仍然保持碳笼结构的完整性.通过对自旋密度分布与激光脉冲作用下自旋期望值演化的具体分析,经由Λ进程的自旋翻转是基于两个Y元素的整体自旋翻转;自旋转移则源自两个磁性中心以及碳笼之间在激光脉冲作用下的自旋密度重新分布.本文结果揭示了Y_2C_2@C8_2-C_2(1)体系中的超快自旋动力学机理,可望为基于实际内嵌富勒烯分子的自旋逻辑功能器件设计提供理论依据.     

螺旋纳米带中的声子输运

运用微分几何方法及形式散射理论,研究螺旋纳米带中的标量声子输运问题,计算了声子透射系数及热导率.数值结果表明,弯曲导致了声子模式之间的量子干涉,使总透射系数随能量变化的量子化台阶呈现振荡行为,有效地抑制了热导率. 关键词： 螺旋纳米带 声子输运 形式散射理论 微分几何方法