用不变本征算符法求晶面吸附原子的振动模

晶体表面的扩散和缺陷对晶体振动模式的影响是表面物理学研究的一个重要和基本的课题.晶格振动的频率对应于系统的能带.由于晶格中原子的振动不是孤立的,并且晶格具有周期性,所以在晶体中形成格波.格波代表晶体中所有原子都参与的频率相同的振动,又常称为一种振动模.本文讨论在表面吸附位势系数β_0与晶体内部原子的周期位势系数β不同的情况下,晶体表面吸附一个质量为m_0(与晶格原子质量m不同)的原子以后晶格的振动模.采用不变本征算符方法,严格地导出此振动模为ω=((2β(1-coshα))/(hm))~(1/2),其中α=ln[-(mβ_0+m_0(-2β+β_0)+(β_0)~(1/2)((-4mm_0β+(m+m_0)~2β_0))~(1/2)/2m_0β].此结果表明,ω不但取决于吸附位势与吸附原子的质量,也与晶格原子的质量与内位势有关.     

用不变本征算符法求一维线性谐振子的量子化能谱

采用不变本征算符法与积分变换法相当简捷地求出一维线性谐振子的量子化能谱.     

体积算符对任意价顶角的本征作用与本征值谱

利用体积算符所含抓三元组对自旋网任意价顶角中圈线作用的反称化和双元恒等式，证明了这种作用均为本征作用，本征值为-2.用代数方法给出了对任意价顶角求体积算符本征值的系统程式，得到了普遍情况下的3，4，5和6顶角体积本征值的具体代数表式. 关键词： 体积算符 任意价顶角 本征作用证明 本征值谱     

不变本征算符方法求解含不同在位势的一维双原子链的色散关系

本文运用全量子化的不变本征算符方法, 求解了含有不同简谐在位势的一维双原子链模型, 得到其色散关系并讨论了不同在位势系数之比和力常数对于色散关系高频支和低频支的影响, 分析发现在位势的存在使得低频支和高频支的频谱都有一定程度的抬高; 在一定的条件下, 布里渊区边界的高频支与低频支存在交点, 意味着在某些在位势下, 高频支与低频支的频隙为零. 关键词： 在位势 一维双原子链 不变本征算符方法 色散关系     

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.     

利用不变量本征算符求解二维耦合量子谐振子的能级间隔

目前不变量本征算符方法已成功地解决了某些量子系统哈密顿量能级问题.对于二维耦合量子谐振子,利用这一方法可以非常简捷有效地给出其能级信息,而不需要使其哈密顿量对角化.计算结果表明,不同耦合形式的二维耦合量子谐振子的能级间隔是不同的.     

参数化玻色湮灭算符高次幂的本征态及其量子起伏规律

以参数化方式「ｙ」＝（ｑ＾ｙ－１）／（ｑ－１）定义ｑ玻色湮灭算符ａｑ，生成相应的ｑ相干态，找出能产生并保持这类ｑ相干态的体系的哈密顿量。研究了α＾ｋｑ的正交归一本征态的数学结构和量子起伏性质，发现这些本征态中只有偶ｑ相干态存在通常的压缩效应，并且当ｑ〈１时，场的两个正交分量在各态中的量子起估可以同时有小于相干态的最小不确定度，有ｑ压缩效应。     

不变本征算符法计算各向异性海森伯亚铁磁系统的自旋波能量

利用不变本征算符法计算了X-Y-Z模型各向异性海森伯亚铁磁系统的自旋波能量,并讨论了此系统特殊情形下的自旋波能量及不变本征算符法的优点与不足.     

第一性原理计算:MgCNi_3镁位空穴(Na)掺杂的声子谱研究

应用全势线性响应线性糕模轨道(FP-LR-LMTO)方法对MgcM3镁位进行钠掺杂的虚原子近似,计算晶格振动的动力学矩阵,得到Mg1-xNaxCNi3(x=0,0.06)的声子谱.计算结果表明MgCNi3声子谱中最低声学支沿F-M方向有接近一半距离的不稳定声子模存在,不稳定声子模都包括存原胞内x-y平面上两个相邻Ni原子沿着与C-Ni键垂直的方向上,向着镍八面体间隙区的垂直运动x为0.06的掺杂,使得布里渊区沿三个主要高对称性方向(Г-x、Г-M、Г-R)虚频范围扩大,容易使MgCNi3结构不稳定而产生结构相变.     

声子色散对量子点中弱耦合磁极化子声子平均数的影响

利用线性组合算符和幺正变换相结合的方法,研究了声子色散对抛物量子点中弱耦合磁极化子电子周围光学声子平均数的影响。计及纵光学（ LO）声子色散,在抛物近似下导出了基态能量与量子点有效受限长度、声子色散系数、回旋共振频率以及电子－声子耦合常数之间的关系,电子周围光学声子平均数与声子色散系数以及电子－声子耦合常数的关系。数值计算结果表明在弱耦合情况下抛物量子点中磁极化子的基态能量随声子色散系数的增大而减小;电子周围光学声子平均数随声子色散系数增大而增大,随电子－声子耦合常数的增大而增大。     

声子色散对量子点中弱耦合磁极化子声子平均数的影响

利用线性组合算符和幺正变换相结合的方法,研究了声子色散对抛物量子点中弱耦合磁极化子电子周围光学声子平均数的影响．计及纵光学(LO)声子色散,在抛物近似下导出了基态能量与量子点有效受限长度、声子色散系数、回旋共振频率以及电子-声子耦合常数之间的关系,电子周围光学声子平均数与声子色散系数以及电子-声子耦合常数的关系．数值计算结果表明在弱耦合情况下抛物量子点中磁极化子的基态能量随声子色散系数的增大而减小;电子周围光学声子平均数随声子色散系数增大而增大,随电子-声子耦合常数的增大而增大．     

声子库的量子态对介观电路量子特性影响的研究

考虑电子与声子间相互作用,研究了两种声子库纯初始态(正则系综与粒子数态)下耗散介观电路的动力学特性.长时间极限下(t→∞)：当环境处于热平衡态时,电路系统中的电流和电荷的平均值只与电路所处初始量子态中的平均值有关,与环境无关;环境初态为粒子数态时,电荷与电流平均值随时间的演化特性与环境初始处于热平衡态下时完全一样,表明介观电路中的电荷与电流的平均值与环境量子态的某组占有数无关.电路中电流和电荷的量子涨落不仅与系统的初态有关,还与系统所处环境的量子态及温度有关.一般地说,电路系统与环境的纠缠会 关键词： 介观耗散电路 声子库 量子初态 量子态纯度     

声子库的量子态对介观电路量子特性影响的研究

考虑电子与声子间相互作用，研究了两种声子库纯初始态(正则系综与粒子数态)下耗散介观电路的动力学特性.长时间极限下(t→∞)：当环境处于热平衡态时，电路系统中的电流和电荷的平均值只与电路所处初始量子态中的平均值有关，与环境无关；环境初态为粒子数态时，电荷与电流平均值随时间的演化特性与环境初始处于热平衡态下时完全一样，表明介观电路中的电荷与电流的平均值与环境量子态的某组占有数无关.电路中电流和电荷的量子涨落不仅与系统的初态有关，还与系统所处环境的量子态及温度有关.一般地说，电路系统与环境的纠缠会     

Effect of phonon scattering mechanisms on the lattice thermal conductivity of skutterudite-related compound

We have prepared the skutterudite-related compounds FeCo_3Sb_{12} and La_{0.75}Fe_3CoSb_{12} with different average grain sizes (about 0.8 and 3.9μm) by hot pressing. Samples were characterized by XRD, EPMA and SEM. The lattice thermal conductivity was investigated in the temperature range from room temperature to 200℃. Based on the Debye model, we analyse the change in lattice thermal conductivity due to various phonon scattering mechanisms by examining the relationship between the weighted phonon relaxation time τ(ω/ω_D)^2 and the reduced phonon frequency ω/ω_D. The effect of grain boundary scattering to phonon is negligible within the range of grain sizes considered in this study. The large reduction in lattice thermal conductivity of FeCo_3Sb_{12} compound contributes to the electron－phonon scattering. As for La_{0.75}Fe_3CoSb_{12} compound, the atoms of La filled into the large voids in the structure of the skutterudite produce more significant electron－phonon scattering as well as more substitute of Fe at Co site at the same time. Moreover, the point-defect scattering appears due to the difference between the atoms of La and the void. In addition, the scattering by the rattling of the rare-earth atoms in the void is another major contribution to the reduced lattice thermal conductivity. Introducing the coupling of the electron－phonon scattering with the point-defect scattering and the scattering by the rattling of the rare-earth atom is an effective method to reduce the lattice thermal conductivity of the skutterudite-related compounds by substitution of Fe for Co and the atoms of La filled in the large voids in the skutterudite structure.     

量子点调制的一维量子波导中声学声子输运和热导

利用散射矩阵方法,比较了被一维凸形量子点、凹形量子点调制的量子线中膨胀模的声子输运和热导性质. 研究结果表明: 声子的输运概率与热导受制于量子点几何结构,具有凸形量子点结构的量子线中声子输运概率与热导K_CV大于具有凹形量子点结构的量子线中声子输运概率与热导K_CC. 两者热导之比K_CV/K_CC依赖于一维量子点的具体结构,且随着温度及主量子线与量子点横截面的边长差Δ_SL的增加而增加. 两种具有不同散射结构的一维量子线中热输运性质的区别在于凸形量子点结构中膨胀模数量总是大于凹形量子点结构中膨胀模数量的缘故. 关键词： 声学声子输运 热导 量子结构     

Exact quantum defect theory approach for lithium in magnetic fields

We calculate the diamagnetic spectrum of lithium at highly excited states up to the positive energy range using the exact quantum defect theory approach. The concerned excitation is one-photon transition from the ground state 2s to the highly excited states np with π and σ polarizations respectively. Lithium has a small quantum defect value 0.05 for the np states, and its diamagnetic spectrum is very similar to that of hydrogen in the energy range approaching the ionization limit. However, a careful calculation shows that the spectrum has a significant discrepancy with that of hydrogen when the energy is lower than 70cm-1 . The effect of the quantum defect is also discussed for the Stark spectrum. It is found that the σ transition to the np states in an electric field has a similar behavior to that of hydrogen due to zero interaction with channel ns.     

改进分析型嵌入原子法在W(100)表面声子谱中的应用

在表面晶格动力学理论的框架下,采用改进分析型嵌入原子法模型模拟W(100)表面沿(Γ)(L) 、(L)(M) 和(Γ)(M)对称方向上的声子色散频谱,并计算不同对称点处的极化矢量.按照表面模的判定依据和标记方法绘制不同对称方向上的表面模,并讨论表面模的分布范围和模式耦合现象.基于计算所得的极化矢量,构建近表面原子层的振动态分布,分析不同对称方向上表面模的局域特征和极化方式.以极化矢量为考察对象,直观、形象地展示了表面模色散支之间的避免交叉现象和独立性实交叉现象.     

The statistical mechanics of particles obeying discrete spatial quantum theory

The energy levels for a particle confined to a one dimensional potential well are calculated using discrete spatial QM. The partition function is constructed and approximations are made to evaluate it thus generating an expression for the energy, entropy and chemical potential of an ensemble of such particles. The concept of negative temperature is applied to the above system and applications to the early universe are also discussed.     

Microscopic phonon theory of Si/Ge nanocrystals

Microscopic phonon theory of semiconductor nanocrystals (NCs) is reviewed in this paper. Phonon modes of Si and Ge NCs with various sizes of up to 7 nm are investigated by valence force field theory. Phonon modes in spherical SiGe alloy NCs approximately 3.6 nm (containing 1147 atoms) in size have been investigated as a function of the Si concentration. Phonon density-of-states, quantum confinement effects, as well as Raman intensities are discussed.