Dynamical energy equipartition of the Toda model with additional on-site potentials

We study the dynamical energy equipartition properties in the integrable Toda model with additional uniform or disordered on-site energies by extensive numerical simulations. The total energy is initially equidistributed among some of the lowest frequency linear modes. For the Toda model with uniform on-site potentials, the energy spectrum keeps its profile nearly unchanged in a relatively short time scale. On a much longer time scale, the energies of tail modes increase slowly with time. Energy equipartition is far away from being attached in our studied time scale. For the Toda model with disordered on-site potentials, the energy transfers continuously to the high frequency modes and eventually towards energy equipartition. We further perform a systematic study of the equipartition time teq depending on the energy density εand the nonlinear parameter α in the thermodynamic limit for the Toda model with disordered on-site potentials. We find teq∝(1/ε)~a(1/α)~b, where b ≈ 2 a. The values of a and b are increased when increasing the strengths of disordered on-site potentials or decreasing the number of initially excited modes.     

横场中非束缚类准周期伊辛链的赝临界点

本文系统地研究了有限尺寸下非束缚类准周期量子伊辛链在横场中的赝临界点的行为. 首先, 通过计算平均磁矩和协作参量, 发现这两个量的导数随着横场的变化都会出现两个清晰的峰. 这与束缚类伊辛链和无序伊辛链的结果明显不同. 其次, 研究了横场中赝临界点的概率分布情况, 发现概率分布并不是高斯型的. 这也与无序的结果不同. 最后, 分析了赝临界点产生的原因, 发现赝临界点是由非束缚类准周期伊辛链中的集团结构造成的.     

两种扩展Harper模型的波包动力学

本文通过二次矩M₂(t)和概率分布W_n(t)数值地研究了两种扩展Harper模型的波包动力学,得到了这两种模型中各个相、各条临界线以及三相点的波包扩散情况.对于第一种扩展Harper模型,发现两个金属相中波包是弹道扩散的,在绝缘体相中波包不扩散,而在三相点以及各条临界线上波包是反常扩散的.同时,发现金属相—金属相转变的临界线上的波包动力学行为与金属相—绝缘体相转变的临界线上的相同,但三相点的动力学行为与各临 关键词： 金属绝缘体转变 扩展Harper模型 波包动力学     

固定边界条件下Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou短链能量均分性质研究

采用固定边界条件,数值研究了Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou (FPUT)短链的能量均分性质.研究发现,在较强的非线性强度区间内,能量均分时间t_eq与能量密度ε满足t_eq～ε^-4.0的标度关系.在该非线性强度区间内,能量通过相邻本征模之间的共振不停的传输,并最终达到能量均分状态.这说明,即使不存在非平庸的六波共振,只要相邻本征模间的共振可以发生,t_eq～ε^-4.0的标度关系就能出现.随着非线性强度的减小,该标度关系不再成立.此时,能量是通过高频本征模的共振逐渐向低频本征模传输的.     

内掺Sc原子的扩展三明治结构graphene-Sc-graphene的几何结构,电子性质和储氢性能研究

使用密度泛函理论中的广义梯度近似对内掺Sc原子的graphene-Sc-graphene扩展三明治结构的几何结构、电子结构和储氢性能进行计算研究. 计算发现: Sc原子位于单层石墨烯中六元环上方的结构具有较大的结合能, 但小于固体Sc的内聚能实验值(3.90 eV), 然而, 当单个Sc原子或者多个Sc原子在双层石墨烯中间与底层相距2 Å时, Sc原子与基底的结合能增加到5 eV以上, 远远大于固体Sc的内聚能实验值(3.90 eV), 因此相邻的Sc原子可以有效避免成簇. 由此可见, 三明治结构的形成明显增加了Sc原子与基底的结合强度, 该结构可以进一步储氢来满足18电子规则而更加稳定, 从而成为理想的新型储氢纳米材料. 扩展三明治结构graphene-Sc-graphene的(2×3)单元中每个Sc原子最多可以吸附2个H₂分子, 对H₂的平均吸附能分别为0.67 eV和0.54 eV, 介于物理吸附和化学吸附(0.1～0.8 eV)之间, 因此该体系可以实现常温常压下对H₂的可逆吸附. 由储氢机制分析可知: 扩展三明治结构graphene-Sc-graphene主要通过Dewar-Kubas作用进行储氢, 形成了π-δ-π型的电子结构.