纳米单原子链的热膨胀性质

根据戴逊方程,推导了纳米单原子链的位移-位移Green函数,并得到了声子占有数表象中原子位移与哈密顿的表达式.在这些结果的基础上,应用微扰理论,推导了热膨胀和热膨胀系数的计算公式,并进行了数值计算.研究结果表明,在有限温度下,纳米单原子链中靠近两端的原子间距的热膨胀大于内部的原子间距的热膨胀,而原子链中靠近两端的原子间距的热膨胀系数小于内部的原子间距热膨胀系数.原子链的长度越短,则所有原子间距热膨胀的平均值越大,而原子链的热膨胀系数越小.     

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.     

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     

阻尼作用下一维非线性单原子链中的孤子

利用多重尺度法,研究了弱阻尼作用下一维非线性单原子链中的波动行为,发现在O(ε)级阻尼作用下其格波幅度减小,群速变慢.在晶格动力学中导出了参数耗散型非线性Schr?dinger方程,对方程进行解析求解.结果表明:在O(ε)级阻尼作用下一维非线性单原子链中的格孤波为传播的包络孤子;在O(ε²)级阻尼作用下,格孤波为钟状或扭结的孤子.     

一维单原子链中杂质引起的局域振动模

讨论了一维单原子链中杂质引起的晶格局域振动模和局域振动图像,分析了杂质质量和杂质近邻力常数对振动模的影响,通过数值求解晶格振动运动方程组．给出了局域振动模关于杂质质量和杂质近邻力常数分布的相图;分析了含杂质晶格振动模频率相对于完整晶格振动模频率的变化。     

阻尼作用下一维非线性单原子链中的孤子

利用多重尺度法,研究了弱阻尼作用下一维非线性单原子链中的波动行为,发现在O(ε)级阻尼作用下其格波幅度减小,群速变慢.在晶格动力学中导出了参数耗散型非线性Schrdinger方程,对方程进行解析求解.结果表明在O(ε)级阻尼作用下一维非线性单原子链中的格孤波为传播的包络孤子;在O(ε2)级阻尼作用下,格孤波为钟状或扭结的孤子.     

电子-杂质和电子-声子相互作用对石墨烯磁光导的影响

在外加垂直磁场的石墨烯系统中,基于格林函数方法以自能的形式理论研究了电荷杂质散射和光学声子散射中心对朗道能谱的影响,采用久保(Kubo)公式研究了单层石墨烯的磁光电导谱以及跃迁选择定则。具体计算中电子-杂质库仑相互作用考虑了介电环境的屏蔽效应,对由散射引起的自能以及单粒子格林函数做自洽计算,另外在强磁场下单杂质散射是一个很好的近似模型。理论计算结果表明电荷杂质散射引起朗道能级对称展宽;同时考虑电荷杂质和光学声子两类散射后态密度表现为非对称的展宽。研究结果表明磁光电导谱的峰值和强度强烈依赖于填充因子和态密度。     

(GaAs)n(n=1-4)原子链电子输运性质的理论计算

本文利用密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法, 对 (GaAs)_n(n=1-4)直线原子链与Au(100)-3×3两半无限电极耦合构成Au-(GaAs)_n-Au纳米结点的电子输运性质进行了第一性原理计算. 在各结点拉伸过程中, 对其结构进行了优化, 得到各结点稳定平衡结构时Ga-As的平均键长分别为0.220, 0.224, 0.223, 0.223 nm, 平衡电导分别为2.328G₀, 1.167G₀, 0.639G₀, 1.237G₀; 通过对结点投影态密度的计算, 发现电子传输主要是通过Ga, As原子中p_x与p_y电子轨道相互作用形成的π键进行的. 在0-2 V的电压范围内, 对于(GaAs)_n(n=1-3)的原子链的电流随电压增大而增大, I-V曲线呈线性关系, 表现出类似金属导电行为; 对于(GaAs)₄原子链在0.6-0.7 V, 0.8-0.9 V的电压范围内却存在负微分电阻现象.     

纳米一维双原子晶体颗粒的原子均方位移和均方速度

应用作者与合作者已导出的纳米一维双原子晶体颗粒的位移-位移格林函数,推导了纳米一维双原子晶体颗粒的速度-速度格林函数,并在此基础上,应用涨落-耗散定理,推导了纳米一维双原子晶体颗粒的原子均方位移公式和原子均方速度公式.数值计算表明,纳米晶体颗粒表面原子的均方位移大于内部的原子均方位移,而表面原子的均方速度小于内部原子的均方速度;当纳米颗粒尺寸减小时,表面原子的均方位移和内部原子的均方位移都减小,而表面原子的均方速度和内部原子的均方速度几乎不发生变化;温度增大时,纳米晶体颗粒中各原子的均方位移和均方速度都增大,在高温极限,各原子的均方位移和均方速度与温度成正比.     

Decomposition model for phonon thermal conductivity of a monatomic lattice

An analytical treatment of decomposition of the phonon thermal conductivity of a crystal with a monatomic unit cell is developed on the basis of a two-stage decay of the heat current autocorrelation function observed in molecular dynamics simulations. It is demonstrated that the contributions from the acoustic short- and long-range phonon modes to the total phonon thermal conductivity can be presented in the form of simple kinetic formulas, consisting of products of the heat capacity and the average relaxation time of the considered phonon modes as well as the square of the average phonon velocity. On the basis of molecular dynamics calculations of the heat current autocorrelation function, this treatment allows for a self-consistent numerical evaluation of the aforementioned variables. In addition, the presented analysis allows, within the Debye approximation, for the identification of the temperature range where classical molecular dynamics simulations can be employed for the prediction of phonon thermal transport properties. As a case example, Cu is considered.     

Thermal conductivity of a kind of mesoporous silica SBA-15

Mesoporous silica SBA-15 consists of uniform hexagonal, unconnected cylindrical channels with diameters that can be tuned within a range of 1.5 nm-30 nm, and is thought to have a special thermal conductivity. The theoretical investigation of the shell thermal conductivity of the mesoporous silica is performed in the relaxation time approximation in this paper and an available one-dimensional heat transfer model is used to predict the effective thermal conductivity （ETC） of the mesoporous silica. The experimental result of the ETC is also presented for comparison. The shell thermal conductivity of the mesoporous silica decreases with mesochannel radius increasing or wall thickness decreasing, but does not strictly decrease with porosity increasing. The thermal radiation possibly plays a primary role in heat transfer at the large porosity scale. The predicted ETC of SBA-15 with only conduction considered is quite low at the large porosity, even lower than the thermal conductivity of the silica aerogels. To realize it, doping carbon or other matters which can strongly absorb infrared light into SBA-15 is a possible way.     

功能化单壁碳纳米管的热导率

采用基于BrennerⅡ势的非平衡态分子动力学方法,模拟研究了300K温度下经氢化学修饰的(10,0)单壁碳纳米管的热导率.研究显示功能化后碳管的热导率有明显减小,当有一列碳原子被氢化后（功能化程度为5%）,碳管的热导率减小了大约1/3,为了进一步解释这种功能化对碳纳米管热导率的影响,计算了不同功能化程度下碳纳米管的声子谱.     

功能化单壁碳纳米管的热导率

采用基于BrennerⅡ势的非平衡态分子动力学方法,模拟研究了300K温度下经氢化学修饰的(10,0)单壁碳纳米管的热导率.研究显示功能化后碳管的热导率有明显减小,当有一列碳原子被氢化后（功能化程度为5%）,碳管的热导率减小了大约1/3,为了进一步解释这种功能化对碳纳米管热导率的影响,计算了不同功能化程度下碳纳米管的声子谱.     

Nonlinear elastic waves in a monatomic chain with nonlinear interaction

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＢｅｃａｕｓｅｓｏｍｅｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃｒｙｓｔａｌ(ｓｕｃｈａｓｓｐｅｃｉｆｉｃｈｅａｔａｔｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ,ｍｅｌｔｉｎｇ ,ｔｈｅｒｍａｌｅｘｐａｎｓｉｏｎ ,ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｅ     

双能隙超导体MgB2的热导

测量了多晶MgB2的热导，实验温区为5—300K.在双能隙模型下，用基于BCS超导理论的BRT热导理论对实验结果进行了分析，给出MgB2中两个能隙大小分别为16和51meV.对电子热导的分析结果表明σ能带准粒子受到的杂质散射远小于π能带准粒子受到的杂质散射.与单晶MgB2的热导实验结果相比，多晶MgB2的声子热导结果表明在c方向上热传导声子受到来自σ能带准粒子的散射，显示了MgB2在能量输运上的各向异性. 关键词： MgB2 热导率 能隙     

热线法测量材料热导率

讨论在SHT-20型热物性自动测量仪上,用热线法测量材料热导率的原理和方法,并给出了测量结果.     

Nonlinear elastic waves in a monatomic chain with nonlinear interactionReceived

Nonlinear wave equation for a one-dimensional anharmonic crystal lattice in terms of its microscopic parameters is obtained by means of a continuum approximation. Using a small time scale transformation, the nonlinear wave equation is reduced to a combine