弛豫铁电体弥散相变的玻璃化特性研究

根据弛豫铁电材料在相变区域的介电弥散行为和玻璃化 液体材料在过冷状态下黏度与温度的行为所共同满足的Vogel-Fulcher 函数关系, 分析了施主替代钛酸钡系列陶瓷的缺陷补偿原理, 通过引入玻璃化液体的构型熵概念, 研究了弛豫铁电材料中钛阳离子缺陷作用势的温度关系, 得到了如下结论: 施主掺杂含量的增加导致了无序度的增加, 钛离子缺陷浓度的增大和平均极性区域尺寸的减小; 在构型熵满足Vogel-Fulcher 函数关系的条件下, 温度越低, 钛离子缺陷作用的范围越大, 极化区域也越大. 缺陷作用的范围随温度的变化导致了弛豫铁电材料的弥散性. 温度下降到一定程度, 冻结效应发生, 介电弥散现象消失.     

二维伊辛模型相变临界点温度的模拟计算

用计算模拟方法计算了二维伊辛模型的相变临界点温度,其结果接近严格解,明显布喇格－威廉斯近似和贝特近似的结果。     

三维随机点阵Ising模型的集团Monte Carlo方法模拟

为了解决Monte Carlo模拟中的临界慢化问题,应用S-W方法,对一维随机点阵的模型进行了研究。找到该系统的相变点为β_c=0.075±0.001,与此同时,在相变点附近研究了SW方法的动力学性质,计算得动力学临界指数z=0.74±0.03,结果表明,SW方法对克服三维随机点阵Ising模型的临界慢化是非常有效的。 关键词：     

球形无规键无规场模型研究弛豫铁电体极化效应

基于球形无规键无规场模型和电场作用下弛豫铁电体微畴-宏畴机理,利用模糊畴界观点以及电场对极化的分数维效应,分析了电场对畴的作用机理.研究结果表明:电场对畴的诱导偶极子增量的极化效应导致了电滞回线的不饱和及相关的大的电致伸缩效应;而畴的偶极子增量耦合时结合能的变化对低电场的电滞回线略有影响,但基本不会改变高电场时的极化状态.初始微畴大小对电滞回线非常重要,细小的微畴会导致细长的电滞回线及电场与电致伸缩良好的线性关系.     

弛豫铁电体的键能与配位数模型

基于一定浓度的杂质会在钛酸钡型铁电体中导致键能与配位数的高斯型分布原理,利用键能与配位数起伏模型导出了介电峰温与测量频率的关系.当键能和配位数的相对起伏接近时,其关系呈现出一般弛豫铁电体所普遍具有的Vogel-Fulcher函数形式,且冻结温度仅与键能的相对起伏和激活能有关.并由此解释了低掺杂浓度下杂质均匀分布导致弥散性的机理和超过临界浓度时的弛豫铁电性的机理.同时提出,杂质替代对畴的形成和生长所产生的强烈抑制作用及微畴化是实现键能起伏与配位数起伏一致的来源.     

弛豫铁电体介电可调性的研究

无铅弛豫铁电体具有较好的介电可调性,在顺电相有较大的介电常数和极小的损耗,因较大的优值而被广泛地用于微波器件.根据现有的介电可调性理论,通过参量的适当修正,对介电可调性的表达式做了合理的探讨,结论适用于处理实验结果.比较发现,在电场作用下顺电相保持不变的近似得出的结论与实验结果差距较大,而转化为铁电相与实验结果完全吻合.考虑外加电场和自发极化对弹性吉布斯自由能的修正,导出了高电场对介电常数的修正关系,与实验结果相符.提出了介电可调度的概念与计算公式,能够定量表示掺杂对介电可调性的影响.     

二维伊辛模型相变临界现象的元胞自动机模拟

用元胞自动机模型模拟二维伊辛模型的相变临界现象,得出了相变图和时空演化图;当不存在外场时,数值模拟得到的临界温度与理论值精确吻合。     

伊辛模型中量子的热纠缠和保真度

研究了伊辛模型中两个粒子在均匀和非均匀磁场中的热纠缠以及利用它作为量子信息传输的通道的传输保真度.计算出纠缠度的度量Concurrence,以及在不同种情况下呈现出来的纠缠度的表现形为.与均匀磁场相反,我们发现在非均匀磁场中传输的保真度能够得到增强,同时我们发现保真度还与耦合系数和温度有关.我们通过图形清楚地表示它们的性质,从图形中我们得出,第一:在其它条件相同的情况下,无论磁场方向是相同还是相反,它们的纠缠度都是相同的;但是当磁场方向相反时,平均保真度比均匀磁场具有更大的值.第二:为了提高纠缠和平均保真度我们可以通过选择适当的磁场强度、耦合系数和降低温度来实现.     

La掺杂诱发层状钙钛矿型铁电体弛豫性相变的介电研究

制备了La掺杂层状钙钛矿铁电体材料SrBi₄Ti₄O₁₅, Sr₂Bi₄Ti₅O₁₈以及共生结构Bi₄Ti₃O₁₂-SrBi₄Ti₄O₁₅，通过研究样品的变温介电特性发现，SrBi_4-xLa_{x 关键词： 弛豫性相变 微畴-宏畴 层状钙钛矿 介电性能}     

分子串模型中空间弛豫模式的弛豫动力学的蒙特卡罗模拟

基于玻璃化转变的分子串模型的分子串弛豫方程,提出了更为精确的模拟分子串中所有空间弛豫模式(SRM)的蒙特卡罗模拟方案. 模拟得出各个SRM的弛豫时间随温度和分子串长度的变化结果与分子串模型中分子串弛豫方程的预言完全一致,即理论预期和模拟结果相互印证. 应当指出,分子串能否作为液态中集体单元的必要条件是在考虑到分子串之间的不均匀随机相互作用后,分子串的所有SRM的定性特征是不能改变的,这就需要对不同分子串的SRM之间的耦合进行研究. 但是迄今为止,仍未发现相关的严格解,仅有近似的自洽弛豫平均场方法. 由此可知,所提出的模拟方案为研究不同分子串的SRM之间的耦合(包括上述自洽场的可行性)提供了必要的基础. 关键词： 玻璃化转变 弛豫动力学 蒙特卡罗模拟 分子串     

核壳结构对弛豫铁电体介电行为的影响

介电弥散和介电隔离率的温度非线性关系是弛豫铁电体的主要特征. 通过对掺杂成分以线性梯度递减的核壳结构进行热力学函数分析, 认为核壳结构能够在低温区保持较高的介电常数, 但不能导致介电隔离率与温度的非线性关系. 通过对不同浓度掺杂的铁电体扩散相变的比较, 认为掺杂浓度会影响晶粒掺杂成分的不均匀性, 在较宽的分布条件下会导致介电隔离率与温度的非线性关系. 因而在介电常数的峰值温度区域, 顺电相与铁电相的晶粒共存. 温度变化会影响两相比例及铁电畴的变化, 从而导致弛豫铁电体的介电弥散性. 核壳结构会增大介电弥散性. 铁电陶瓷的掺杂物种类、掺杂物浓度和烧结温度均会影响核壳结构的成分不均匀性和介电弥散性.     

玻璃化转变的分子串模型中分子串弛豫模式的计算机模拟

基于玻璃化转变的分子串模型的哈密顿量(Hamiltonian),提出了模拟分子串第一和第二弛豫模式的蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟方案.模拟得出的第一和第二弛豫模式的弛豫时间,与分子串模型中分子串弛豫方程所预言的结果完全一致,即理论预期和模拟结果相互印证.这不仅说明了分子串模型的分子串弛豫方程、至少是第一和第二弛豫模式的理论预言的正确性,同时也表明了本文所提出的模拟方法的有效性,并进一步明晰了分子串中分子的随机涨落和跃迁运动的图像,也为三态甚至是多态的分子串弛豫动力学研究,以及对进一步模拟分子串之 关键词： 弛豫动力学 蒙特卡罗模拟 分子串     

钛酸钡基施主掺杂弛豫铁电体介电弥散的唯象分析

弛豫铁电体铁电相变的介电弛豫性涉及外来离子掺杂或原有离子的有序排列, 需要深入理解和有效统一的表征. 针对高浓度施主掺杂在晶粒中产生金属离子缺位, 降低居里温度并引起钛酸钡基铁电材料扩散相变的现象, 分析了高斯型的杂质分布、居里温度分布和金属离子缺位分布的等效对应关系, 得出了在介电常数峰值温区金属离子缺位浓度随温度降低而作用增大的结论, 认为金属离子缺位引起的单极电荷在电场作用下的跳跃运动有可能引起介电弥散和介电损耗. 提出了用‘弛豫度’表征铁电弛豫程度.     

弛豫铁电体队Pb(Mg,Nb)O3系统中有序畴的生长模型

本文基于有序-无序相变模型,从热力学上给出在的Pb(Mg,Nb)O₃系统中的有序态,同时得到了长程序参量与B位离子组份的关系曲线,并在此基础上,利用电荷平衡条件,在二维平面上和三维空间里分别提出了有序畴的生长模型。计算结果与实验结果基本符合。 关键词：     

用于电磁驱动真空-等离子体系统数值模拟的弛豫磁流体力学模型

提出了一个弛豫磁流体力学模型,特别适合电磁驱动真空-等离子体系统的数值模拟。该模型和Seyler采用的弛豫模型有相似之处,即采用全电磁模型,不同的是采用忽略电子惯性项的广义欧姆定律直接作为本构来封闭麦克斯韦方程,减少了独立变量,是适合此类问题的最简模型。分析了磁流体力学模型电磁部分的色散关系,从而论证了其在真空区退化为电磁传播,在等离子体物质区退化为磁扩散近似,并且相速和群速是有上界的。改进了Seyler采用的时间离散方式,从而将时间精度从1阶提高到3阶,时间步长不受刚性源项约束,只受系统最大的特征速度确定的柯朗-弗里德里奇-列维(CFL)条件约束,便于显式计算和大规模并行化。     

用于电磁驱动真空-等离子体系统数值模拟的弛豫磁流体力学模型

提出了一个弛豫磁流体力学模型,特别适合电磁驱动真空-等离子体系统的数值模拟。该模型和Seyler采用的弛豫模型有相似之处,即采用全电磁模型,不同的是采用忽略电子惯性项的广义欧姆定律直接作为本构来封闭麦克斯韦方程,减少了独立变量,是适合此类问题的最简模型。分析了磁流体力学模型电磁部分的色散关系,从而论证了其在真空区退化为电磁传播,在等离子体物质区退化为磁扩散近似,并且相速和群速是有上界的。改进了Seyler采用的时间离散方式,从而将时间精度从1阶提高到3阶,时间步长不受刚性源项约束,只受系统最大的特征速度确定的柯朗-弗里德里奇-列维(CFL)条件约束,便于显式计算和大规模并行化。     

多自旋相互作用Ising模型相变类型的Monte Carlo研究

利用Monte Carlo方法,我们发现在水平方向上具有m自旋相互作用而在竖直方向具有n自旋相互作用的二维Ising模型。当m=n=3时,其相变是一级相变,而当m=3,n=2时,其相变却是二级相变。 关键词：     

基于伊辛模型的Fe0.5Mn0.1Al0.4 合金磁化强度和磁熵变蒙特卡洛模拟

基于伊辛模型的单自旋反转蒙特卡洛算法,考虑了粒子间的最近邻以及次近邻相互作用,研究了无序 合金的磁化强度和磁熵变。首先,强调了粒子间的次近邻相关作用对体系的磁性和热力学性质的影响,明确了次近邻相互作用系数,证实了低温合金阻挫的存在;其次,研究了在相变温度处(不同磁场下)磁化强度随外加磁场（温度）的变化情况以及磁性粒子对磁化强度的贡献,发现反铁磁性粒子Mn在低温区对 合金的相变起了主要作用,而高温区体系的相变是由铁磁性粒子Fe贡献的;最后,分析了体系在相变温度处磁熵变数值随外加磁场的变化情况以及磁熵变在不同的外磁场下随温度的变化情况,当外加磁场h=0.14时,Mn粒子在冻结温度处的平均磁化强度为零,体系处于最无序的状态,对应的磁熵变 达到了正向最大值,极值的位置对应于体系的相变温度。     

层状铁电体Ba_(1-x)Bi_(2+x)Ti_xNb_(2-x)O_9的结构相变研究

本文应用拉曼光谱方法研究了Ba1-xBi2+xTixNb2-xO9的结构相变。与x≠0的情况相比,x=0的情况BaBi2Bn2O9表现出了明确不同的拉曼光谱。前者有与Aurivillius层状铁电体家族的铁电相相似的拉曼光谱。因此认为BaBi2Nb2O9发生了铁电—非铁电相变。此外,用内模方法对层次铁电体Ba1-xBi2+xTixNb2-xO9的拉曼振动模式进行了初步的指认     

基于伊辛模型的Fe_(0.5)Mn_(0.1)Al_(0.4)合金磁化强度和磁熵变蒙特卡洛模拟

基于伊辛模型的单自旋反转蒙特卡洛算法,考虑了粒子间的最近邻以及次近邻相互作用,研究了无序Fe0.5Mn0.1Al0.4合金的磁化强度和磁熵变.首先,强调了粒子间的次近邻相关作用对体系的磁性和热力学性质的影响,明确了次近邻相互作用系数,证实了低温合金阻挫的存在;其次,研究了在相变温度处(不同磁场下)磁化强度随外加磁场(温度)的变化情况以及磁性粒子对磁化强度的贡献,发现反铁磁性粒子Mn在低温区对Fe0.5Mn0.1Al0.4合金的相变起了主要作用,而高温区体系的相变是由铁磁性粒子Fe贡献的;最后,分析了体系在相变温度处磁熵变数值随外加磁场的变化情况以及磁熵变在不同的外磁场下随温度的变化情况,当外加磁场H=0.14(a.u.)时,Mn粒子在冻结温度处的平均磁化强度为零,体系处于最无序的状态,对应的磁熵变ΔS(0.1,0.14)达到了正向最大值,极值的位置对应于体系的相变温度.