一维单原子链在碳纳米管研究中的应用

以一维单原子链为模型,讨论了五边形和原子空位两种缺陷对碳管振动性质的影响,定性地解释了这两种缺陷产生局域模式的原因.计算结果表明,由于五边形周围碳碳键的缩短使得力常数变大;与此类似,当原子空位存在时,空位处有效质量变小,且碳碳键长变短,这些都相当于在晶格中掺入了"轻杂质",会使得在完整晶格的振动模式的外侧出现一个新的局域振动模式.     

一维双原子链中杂质的局域振动

讨论了一维双原子链中杂质的局域振动，对杂质原子替代大原子和替代小原子的情况进行了分析，分别得到这两种情况下的高频模和隙模的频率。     

考虑次近邻相互作用下一维单原子链中的孤立波

利用多重尺度法结合准不连续性近似,研究了涉及次近邻相互作用下的一维单原子链中的波动问题,得到了其新的色散关系.结果表明,在同时考虑次近邻相互作用和非谐相互作用的情况下,一维单原子链中不仅存在包络孤立波、扭状和反扭状孤立波,而且存在另一种孤立波形式的元激发——呼吸子. 关键词： 一维单原子链 非谐相互作用 孤立波     

一般情况下一维双原子链的求解及其色散关系

本文在简谐近似下采用原胞法求解一般情况下的一维双原子链的格波解和色散关系,讨论原子链结构参数对其色散关系的影响以及原胞内原子的振动特点。研究结果表明,晶格常数一定的情况下一维双原子链的色散关系与近邻原子相对间距无关;在布里渊区中心,长声学支格波近似为连续的弹性介质波,而长光学支格波近似为原胞内原子相对振动而原胞质心不动的驻波;在近邻原子间距和恢复力系数均相等的情况下,在布里渊区边界处短声学支格波和短光学支格波分别近似为波节在小原子和大原子的驻波。本文相关内容可为固体物理教学提供优质教学素材。     

Nb原子链的结构稳定性和电子性质

使用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法，研究了Nb原子链的结构稳定性和电子结构性质.计算表明，Nb原子可以形成线性链，平面之字形，二聚化以及梯子形等一系列的一 维链式结构.结果也显示，其中之字形结构最为稳定，其他结构均为亚稳的.通过第一性原理 计算的电子结构和Jahn-Teller效应，讨论了这些结构的相对稳定性以及各链式结构的电子 能带、态密度和电荷密度等性质. 关键词： Nb原子链 结构稳定性 电子结构 从头计算     

利用傅里叶变换研究一维δ势阱原子链中的束缚态

利用傅里叶变换方法求解有限个δ势阱一维原子链的薛定谔方程,得到了这些原子链的能级公式.本文所用方法也为微材料能级结构的研究提供了一个有价值的理论参考.     

不同边界条件下一维双原子链的晶格振动

在自由边界条件和驻波边界条件下，讨论分析了一维双原子链晶格振动的振动模和色散关系，并与周期性边界条件下的结果进行了比较；明确了在不同边界条件下讨论实际原子链晶格振动的振动模和色散关系，其结果是相同的。     

利用一维原子链模型研究薄膜瞬态结构变化

对于晶格结构响应的仿真与实验有助于我们理解激光激发引起的动态过程.利用一维原子链模型研究了激光加热后由于温度分布不均匀性产生的热应力对晶格的影响,该模型的计算结果与使用超快X射线衍射获得的实验结果相符合.该模型为研究光激发金属以及半导体等材料的超快晶格动力学提供了理论分析基础.     

一维carbyne链原子键性质应变调控的第一性原理研究

基于密度泛函理论和广义梯度近似的第一原理方法,系统研究了应变对一维carbyne(卡拜)链原子键性质的调控机理.结果表明,轴向压缩应变的增加将导致carbyne链中碳-碳单键和碳-碳三键之间的键长差值越来越小,最终变为零.通过分析能带结构和差分电荷密度,发现当压缩应变为16%时, carbyne链由半导体转变为金属.当应变为17%时,声子谱出现虚频.在可研究范围内,应变对carbyne链的热容量有增强作用.而且, carbyne链的刚度远大于石墨烯和碳纳米管.     

一维原子链局域等离激元的非线性激发

本文基于含时密度泛函理论, 研究了不同频率光脉冲场作用下一维钠原子链中电子的输运与等离激元共振之间的耦合规律. 在等离激元共振点附近约0.8 eV频率范围内的光脉冲场, 都可以激发体系的等离激元共振. 这些不同频率外场激发的等离激元共振强度大小在一个数量级. 外场频率越接近等离激元共振频率, 外场激起的等离激元振动的振幅越大. 对于线性原子链等离激元的非线性激发现象, 本文用经典谐振子模型给出了定性解释.     

在位势对于一维双原子链晶格振动长声学波的影响

根据声学模的定义,明确了具有在位势的一维双原子链的晶格振动不存在声学模,讨论了具有在位势的一维双原子链晶格振动的低频支长波模振动图像,得到原胞中两种原子运动的振幅不再一致,低频支长波模不再是原胞质心的运动,且两种原子运动的振幅比随在位势的增大而单调增大.     

一维原子链的阻尼运动量子化

在一些问题中 ,常要处理大分子在溶液中的运动 ,阻尼现象是必须讨论的问题。针对与速度成正比的阻尼力 ,用正则变换的方法给出了一维阻尼原子链的量子化处理     

准一维三平行链无序系统电子结构

利用负本征值理论计算方法,重点计算出准一维平行三链无序系统的电子态密度,对比研究了一维单链、准一维双链的情况.在对角无序、非对角无序条件下,具体探讨了电子结构、局域化形成、系统能量分布及维数效应等问题.研究表明,对角无序主要引起电子局域态的增多,非对角无序则使系统的能量分布范围发生变化;通过对一维到带状系统电子结构变化的研究,观察到在相同条件下,从一维到带状系统,电子态密度的峰值数目在增加,而电子态密度为零的能量区间减少,体现出电子能带结构的维数效应.     

ZnO原子链的结构稳定性和电子性质的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法,研究了ZnO原子链的结构稳定性和电子性质.结果表明：ZnO分子可以形成直线形结构、梯子形结构以及双梯子形结构等一维链式结构,而之字形链状结构是不能稳定存在的.计算结果也表明：这些稳定存在的一维原子链结构均表现出间接带隙的特征,而之字形结构的原子链却表现出了类似金属的能带特征. 关键词： 原子链 结构稳定性 电子结构 第一性原理计算     

介观尺寸原子链中的等离激元：紧束缚模型

本文运用紧束缚模型对介观尺寸原子链的等离激发进行了系统的研究, 通过量子响 应理论和相无规近似得到了等离激元的本征频率方程, 通过该方程计算了系统中等离子体的激发能量, 并分别对体系的本征振荡以及外电场作用在原子链上发生共振的情况进行了研究. 结果表明, 体系在外场作用下发生共振时, 偶极矩的峰值与等离子体的激发态相对应, 说明外场此时激发了等离激元; 体系处在共振情况下, 电荷振荡的幅度远远大于非共振的情况, 相对来说体系的电荷虚部的共振更为明显. 对于体系的本征等离振荡频率, 同等长度时等离子体的激发能量总是大于同级的单电子激发能量; 等离激元的能谱与原子链的长度和电子密度以及系统的库仑关联强度都有很大关系; 在原子链长度保持不变的情况下, 等离子体的激发能量随电子数目的变化以半满为中心呈对称关系. 关键词： 纳米结构 一维原子链 等离激元     

具有在位势的一维双原子链晶格振动的长声学波图像

通过数值求解具有在位势的一维双原子链晶格振动的运动方程组,给出了具有不同大小在位势的长声学波振动模图像,直观展示出在位势使原胞中两种原子的振动位移不同,并且随在位势的增大,振动位移之差显著增大.     

具有在位势的一维双原子链晶格振动的色散关系

在简谐近似下,求解具有在位势的一维双原子链晶格振动运动方程,得到了具有在位势的晶格振动的色散关系.在位势使色散关系声频支在布里渊区中心的振动频率不再为零,并且随在位势的增大而增大.对于原子之间相互作用势不随在位势大小变化的情况下,晶格振动的色散关系的频隙随在位势的增大而变宽.讨论了原子链由只有在位势的不连续极限(AC极限),通过在位势逐渐减弱而原子间相互作用势逐渐增强,最后演变到只有原子间相互作用势的原子链的情况.随着在位势减弱和相互作用势增强,色散关系的频隙由AC极限的孤立轻、重原子简谐振动频率之差逐渐变化到通常的无在位势的色散关系频隙.     

Rashba效应对量子线中束缚磁极化子性质的影响

采用改进的线性组合算符和幺正变换相结合的方法研究了Rashba效应对抛物量子线中强耦合束缚磁极化子性质的影响.计算了抛物量子线中强耦合束缚磁极化子的有效质量和振动频率,对Rb Cl材料的数值计算结果表明:量子线中强耦合束缚磁极化子的振动频率随受限强度和回旋频率的增加而增大;有效质量与磁极化子的受限强度、回旋频率和电子面密度有关,在Rashba效应影响下有效质量随上述各量的变化曲线都发生了分裂.     

Rashba效应和Zeeman效应对各向异性量子点中束缚磁极化子性质的影响

采用Pekar变分法和幺正变换相结合的方法研究了各向异性量子点中束缚磁极化子的Rashba效应和Zeeman效应.通过理论推导,得到束缚磁极化子基态能量的表达式.讨论了极化子基态能量与横向有效受限长度、纵向有效受限长度、磁场回旋共振频率、库仑束缚势的关系.由于晶体结构反演非对称性和时间反演非对称性,极化子能量发生Rashba自旋轨道分裂和Zeeman分裂.在强、弱磁场下,分别讨论了Zeeman效应和Rashba效应在能量分裂中所占的主导地位.由于声子和杂质的存在,极化子比裸电子态更稳定.     

Rashba效应对量子线中极化子激发态性质的影响

采用线性组合算符和幺正变换相结合的方法研究了Rashba效应对抛物量子线中强耦合束缚极化子激发态性质的影响,计算了束缚极化子的第一内部激发态能量、激发能量和振动频率。讨论了这些量对约束强度、自旋轨道耦合强度和库伦束缚势的依赖关系。数值计算结果表明:束缚极化子的第一内部激发态能量、激发能量和振动频率都随约束强度的增加而增大;但第一激发态能量随库仑束缚势和自旋与轨道之间耦合强度的增加而减少,而激发能量和振动频率随库仑束缚势的增加而增大。