一、SBR方法推导空间群表示的解析表达（论文文献综述）
罗树林[1]（2021）在《基于高通量计算与机器学习的材料设计方法与软件的开发与应用》文中认为随着第一性原理密度泛函理论的不断发展,以高通量计算、晶体结构预测为代表的材料设计方法在材料研究中的地位正在快速上升。第一性原理高通量计算,可以大规模搜索材料相空间,发现新的材料、性质及原理。近年来,以人工智能图像识别等技术为突破口,机器学习算法快速应用在多个不同的学科领域。机器学习与材料设计方法的交叉融合,在新材料、新的构效规律、设计原则等的发现上取得了显着的进展,进一步刺激了众多科研力量的持续关注。实现高通量计算等材料设计方法与机器学习算法的有效结合,依赖于开发新的算法及软件基础架构。如何高效地产生、收集、管理、学习和挖掘大规模材料数据,是当前该研究方向涉及的算法开发及软件设计过程中面临的主要难点。针对以上问题,我们发展了三个基于高通量计算与机器学习的计算方法与软件,并将其应用于一些典型半导体光电材料物性的研究,取得了以下创新性成果或进展:（1）参与开发了人工智能辅助、数据驱动的高通量计算材料设计软件JAMIP（Jilin Artificial-intelligence aided Materials-design Integrated Package）中的晶体结构数据读写模块的核心算法及结构原型数据库接口,并对JAMIP做了千百级高通量计算任务测试。材料晶体结构信息的保存具有多种不同的数据格式。正确读取,写入这些不同类型的结构文件,是材料设计软件开发中的重要任务之一。我们针对不同结构文件,设计开发了结构文件读写算法。特别重要的是,对各种非标准格式的晶体学信息文件（CIF）,现有其他发布的同类算法存在无法正确识别所有非标准类型的CIF文件的问题,我们设计并发展了新的自适应算法来处理这些不同类型的非标准CIF文件,确保结构读写模块的更广泛的普适性。同时,我们开发了JAMIP软件的晶体结构原型数据库接口及配套工具,方便高通量结构建模及计算。此外,我们还对开发的JAMIP材料设计软件,开展了百千级高通量计算任务测试,验证了软件的可靠性。（2）发展了一种基于人工智能聚类算法的结构原型生成算法及软件SPGI（Structure Prototype Generator Infrastructure）,并用此软件创建了一个大型无机晶体结构原型数据库LAE-ICSPD（Local Atomic Environment based Inorganic Crystal Structure Prototype Database）。通常,高通量计算方法是基于一些结构原型,进行候选元素替换,通过批量计算来快速筛选潜在的候选材料。因此,高质量、高独占性的结构原型数据库对于高通量计算具有重要的实际使用价值。晶体的原子局域环境编码了晶体结构的所有原子配置信息,能很好地代表结构的独占性。我们开发了一种新的人工智能晶体结构原型生成软件SPGI,其基于无监督学习策略,以晶体结构的局域原子环境作为描述符,对所有实验上已合成的无机晶体结构做聚类分析,从中挑选出来了15613个结构原型,并以此构造了一个大型无机晶体结构原型数据库LAE-ICSPD,为高通量计算或机器学习等材料设计方法提供所需的晶体结构原型数据。（3）发展了一种新的、可逆推回晶体结构的晶体结构表征方法,并基于此结构表征方法设计了一种基于高通量计算和机器学习算法的逆向晶体结构预测策略。基于晶体结构投影分解算法,我们发展了一种新的可逆推回晶体结构的结构表征方法“二维切片格点图”。其核心思想是:对三维晶体结构做切片投影处理,将属于同一平面上的原子“切片”（投影）到同一个二维格点图上。该描述符可以同时用作监督学习预测模型（如深度神经网络）和无监督学习生成式模型（如变分自编码器,生成对抗神经网络）所需的材料特征描述符。同时,结合晶体结构原型数据库、监督学习性质预测模型/无监督学习生成式模型,我们设计了一种新的以材料目标性质为导向的逆向晶体结构预测策略。（4）通过理论与实验相结合,成功解析了实验观测到的Cs Pb Br3钙钛矿在两个不同表面上的具体原子排布,并解释了这两个不同表面间的相互转变机制。实验上用扫描隧道显微镜（STM）观测到了无机钙钛矿Cs Pb Br3材料有两个不同的稳定表面,即“stripe”表面和“armchair”表面。其中,“stripe”表面区域面积比“armchair”表面区域面积更大。但是实验上无法确定这两个表面对应的具体的表面原子排布,也无法解释为什么“stripe”表面区域面积更大。通过采用自主开发的JAMIP软件,我们开展了Cs Pb Br3钙钛矿STM图像的高通量模拟。我们发现了两个构建表面的模拟STM图像与实验观测图像吻合,进而解析了实验上观测到的“stripe”,“armchair”两种STM图像对应的具体表面原子排布:“stripe”图像是由于表面Br原子对及其两侧的Cs原子的长程和短程间隔排布所形成;而“armchair”图像是由于表面Br原子对及其两侧的Cs原子分层排布所形成。通过计算这两个表面结构的表面能,我们发现“stripe”表面的表面能略低于“armchair”表面的表面能,具有更好的稳定性。这是“armchair”表面自发地转变为“stripe”表面的主要原因,解释了“stripe”表面区域具有更大面积的实验事实。（5）基于第一性原理高通量计算方法,探索了纯MAPb I3钙钛矿中掺杂5-AVA分子可以提高材料热力学稳定性的原因,以及二维层状硒化铟材料的β相和γ相中带隙值和电子迁移率随原子层层数的变化规律。对于有机钙钛矿MAPb I3材料,实验上发现往其纯相中掺杂5-AVA分子,使其变成（5-AVA）xMA1-xPb I3体系后,能显着提高其在各种复杂条件下的稳定性。通过采用高通量筛选方法,我们批量计算了数十个不同的MAPb I3相和（5-AVA）xMA1-xPb I3相的形成能,获得了能量最低的两个MAPb I3相和两个（5-AVA）xMA1-xPb I3相。通过分析筛选出的四个相的分解焓及结构中八面体的形变程度,我们发现:5-AVA离子与I离子间有更强的键合作用,使得掺杂相中具有更大的八面体畸变程度;（5-AVA）xMA1-xPb I3体系具有更低的分解焓。因此,理论计算结果显示:5-AVA分子的加入,使得有机钙钛矿中的有机分子更难逃逸。这是纯MAPb I3钙钛矿中掺杂5-AVA分子可以提高材料热力学稳定性的主要原因。此外,通过开发电子输运计算的高通量计算流程方法及模块,与合作者开展了对两种相（β相和γ相）的二维层状硒化铟材料从单层到十层结构的带隙值、电子迁移率等物性随着原子层层数的变化规律的研究。我们发现:两种相的带隙值都是随着原子层层数的增加而减小,两种相的电子迁移率都是随着原子层层数的增加而增大。
王安[2]（2021）在《隧道二极管共振装置在超导和强关联领域的应用》文中进行了进一步梳理隧道二极管共振法（TDO）是一种功能强大的无线电波波段探测方法。它能够以十分简洁的实验装置实现对样品电阻率和磁化率的高精度探测。它被广泛应用于超导序参量的测量和极端条件下的相变以及量子振荡测量中,并且在非常规超导和量子相变的研究中起到了极为重要的作用。本论文主要利用隧道二极管共振法对CeRh6Ge4、CeRhIn5和Lu5xRh6Snn18+x三个材料的不同性质进行了研究,具体工作可概括成以下三个方面:1)重费米子铁磁量子临界材料CeRn6Ge4的电子结构研究。最近,我们实验室在重费米子铁磁材料CeRh6Ge4中发现了压强诱导的铁磁量子临界点,打破了先前人们关于纯净铁磁体系不存在铁磁量子临界的共识。为了研究铁磁量子临界的物理起源以及该材料的电子结构,本论文利用隧道二极管共振法以及机械悬臂法对CeRh6Ge4进行了转角量子振荡的测量。同时我们还计算了在4f电子的完全局域化和完全巡游化两个极端情况下的能带结构。经过分析对比,我们发现该材料的费米面与4f电子完全局域化的计算结果非常相近,这表明CeRh6Ge4不同于先前研究的巡游电子体系,4f电子的局域性可能该材料中存在铁磁量子临界点的一个重要因素。2)重费米子反铁磁材料CeRhIn5的压强-磁场多参量相图的探索。利用加压条件下的隧道二极管共振技术本论文对CeRhIns变磁相变的压强依赖关系进行了探测,发现变磁相变具有各向异性并且能够存在于该材料的超导相中。结合文献中的强磁场输运测量,本论文发现变磁相变在1 GPa以下几乎不变,而在1 GPa以上随着压强增大而往高场移动,这可能与CeRhIn5在加压时发生的磁结构变化有关。同时,CeRhIn5的变磁相变的各向异性也表明其压强-磁场相图可能具有各向异性。3)时间反演对称性破缺超导材料Lu5-xRh6Sn18+x的超导序参量研究。本论文采用隧道二极管共振法对材料的磁场穿透深度进行了测量,发现其低温穿透深度的改变量呈现指数温度依赖关系。结合对该材料超导相干长度以及穿透深度绝对值的分析,本论文发现其超流密度能够被常规超导的s波模型拟合。此外,对该材料能带结构的计算表明它具有三维的费米面,因而排除了对称性分析中允许时间反演对称性破缺的所有节点能隙配对状态的可能性。因此,Lu5-xRh6Sn18+x中的时间反演对称性破缺这种非常规的超导现象很可能由理论学家最新提出的环状约瑟夫森电流导致。
吴海[3]（2021）在《霍乱弧菌调控蛋白VqmA的分子机制及小分子设计研究》文中进行了进一步梳理随着细菌耐药性现象的日益凸显,由耐药菌引发的感染对人类健康构成了严重威胁。针对群体感应系统的关键调控蛋白开发的抑制剂,能够抑制致病菌的生物膜形成,从而削弱致病菌对抗生素的抵抗能力,一直以来都是抗菌治疗的研究热点。群体感应是细菌利用信号分子进行细胞间信息交流的通信系统,它可以帮助细菌监测种群的繁殖密度,并根据环境的变化调整自身的生理状态。近年来,已有部分天然的群体感应抑制剂和合成的类似物被证明能在动物和植物模型中减弱细菌疾病,有望用于下一代抗菌药物的开发。霍乱弧菌是引起人类腹泻疾病霍乱的病原体,其致病能力主要是依靠霍乱毒素和毒素共调菌毛实现的。研究表明,霍乱毒素和毒素共调菌毛等毒力因子受到群体感应系统的调控,并且3,5-二甲基吡嗪-2-醇（DPO）作为弧菌属的负调节信号分子,能够通过VqmA和VqmR介导的信号通路,从而抑制霍乱弧菌的生物膜形成和毒力基因的表达。VqmA是一种普遍存在于弧菌属细菌的细胞质中的LuxR型转录因子受体,在调控霍乱弧菌致病性的过程中起重要作用。此外,由于VqmA在弧菌属中是高度保守的,所以VqmA靶点或许也可以作为其他致病性弧菌的药物靶点。然而,没有VqmA与DPO的复合物结构,难以探究它们相互结合的分子机制。因此,我们希望解析DPO与靶点VqmA的复合物结构,为DPO的分子改造提供结构模型,从而能够更高效地设计针对VqmA靶点的抑菌剂。本研究的主要研究内容如下:1.基于生物信息学分析结果,我们利用原核表达体系获得了重组VqmA蛋白,并首次解析了2.51（?）分辨率VqmA-DPO-DNA复合物和1.75（?）分辨率VqmA-DPO复合物的晶体结构。由此,VqmA成为了LuxR型家族中目前唯一解析了与DNA结合和不与DNA结合两种构象结构的蛋白。2.基于两个复合物晶体结构,我们证实了配体结合口袋内的水分子、Phe67和Lys101在DPO的识别和结合过程中起着关键作用,同时DPO的稳定结合也需要Tyr36和Phe99残基的辅助,从而揭示了VqmA与DPO的结合模式。3.基于VqmA-DPO-DNA复合物结构,我们观察到VqmA二聚体通过α8螺旋与ds DNA的大沟相互作用,并利用Lys185和Glu188残基特异性识别DNA的特定碱基,从而阐述了VqmA与DNA相互作用的分子机制。4.基于两个VqmA复合物结构的比对分析,我们发现了是否结合DNA会影响PAS和DBD结构域之间的连接区的二级结构的变化,并首次观察到并证实了VqmA二聚体中可以形成分子间二硫键;同时,我们利用生化实验证实,是否结合DPO会影响VqmA与DNA结合的稳定性,由此,我们提出了DPO和DNA共同辅助,诱导VqmA的连接区变构的DNA结合模型,有助于我们更深入地了解LuxR家族的转录调控过程。5.基于VqmA与DPO的结合模式,我们对DPO的C3和C5位的甲基进行了替换改造,并以分子对接模拟软件的打分函数为判据,最终获得了DP-1、DP-5、DP-C5-1和DP-C5-3等化合物,它们的预测结合能力均显着高于DPO,为针对弧菌属的小分子抑菌剂设计提供了参考。综上所述,VqmA作为弧菌属的群体感应系统中能够调控细菌生物膜形成和毒力基因表达的调控蛋白,可以作为开发特异性抑菌剂的蛋白靶点。我们解析了VqmA复合物结构,并设计了预测结合能力均显着高于DPO的衍生物。本研究工作能够为后续的基于群体感应的抑菌剂开发提供一些经验,有助于今后更高效地开展抑菌剂研究工作。
赵赣[4]（2021）在《拓扑输运和拓扑态调控的理论研究》文中认为为了解释没有对称性破缺的相变过程,物理学家将拓扑引入凝聚态物理。根据数学中的拓扑不变量,可以对物质的拓扑相进行分类。随着现代计算机技术的发展,第一性原理计算有效地预测了材料的拓扑性质。在理论计算的指导下,拓扑材料领域快速发展,已经成为凝聚态物理中的研究热点。近年来,理论和实验研究已经发现许多具有新奇物理性质的拓扑材料。通过研究拓扑态的调控,本论文提出了应用拓扑材料的新思路和新方法。在第一章中,对研究中使用的理论方法进行了介绍。我们首先介绍了基于密度泛函理论的第一性原理计算。在周期性体系中,对理论基础和计算框架进一步地作了解释。此外,结合紧束缚模型和表面格林函数,我们介绍了表面能谱的计算方法。最后,我们简单总结了计算软件。在第二章中,对拓扑材料的性质进行了介绍。根据电子结构,能够把拓扑材料分为两类:绝缘体和半金属。关于拓扑绝缘体,我们着重介绍了二维体系中的量子霍尔效应。此外,我们还讨论了拓扑不变量的计算方法。对于拓扑半金属,我们主要介绍了 Dirac费米子和Weyl费米子。基于Weyl费米子的手性反常,我们重点讨论了拓扑输运现象。在第三章中,对折叠石墨烯的光照调控进行了研究。圆极化的偏振光能在石墨烯体系中打开能隙,实现量子反常霍尔效应。通过折叠石墨烯,我们用单一光源实现了第二类拓扑界面。通过研究碳纳米管,我们验证了光诱导拓扑态的稳定性和光场调控的泛用性。为了实现光诱导的三维陈绝缘体,对拓扑态的折叠调控进行了更深入的研究。在本章中,我们结合两种调控手段,拓展了二维拓扑材料的研究方法。在第四章中,对空位掺杂的Te单质体系进行了研究。在Te单质样品的输运实验中,我们的实验合作者发现了一系列拓扑输运现象。为了解释这些现象,我们研究了样品中载流子的起源和Te的拓扑性质。空位缺陷模型的费米能位于价带中,证明了空穴来源于Te空位。此外,通过分析杂质能级的空间分布,发现了缺陷形成的负电荷中心。在Te的价带中,我们证明了 Weyl费米子的存在。在实验中,手性反常导致了拓扑输运现象。结合实验结果,我们最终解释了 Te中的对数量子振荡现象。在第五章中,通过调控磁矩,在单层FeSe中实现了二阶拓扑绝缘体。对于单层FeSe,我们使用两种方法研究拓扑端点态与磁矩的关系。一方面,基于有效哈密顿量,证明了分数质量扭转能够产生拓扑端点态。另一方面,利用第一性原理计算,对磁矩倾斜的FeSe团簇体系进行了研究,直接验证了拓扑端点态的存在。
李家强[5]（2021）在《Dirac材料体系Edelstein效应的理论研究》文中研究表明本文介绍了我们在低对称Dirac赝自旋系统下基于线性响应理论利用格林函数方法对电流诱导自旋极化理论研究的过程。文中对Dirac材料体系做了广泛的调研,介绍了Dirac赝自旋系统输运过程的主要理论背景和具体研究的内容,包括Dirac材料体系的发展现状、重要的理论细节以及Edelstein效应到目前主要的学术进展等。除此之外,我们还在文中给出了研究过程的主要理论方法和求解具体理论模型的思路,着重介绍了线性响应理论中最为重要的Kubo公式的内容,详细梳理了格林函数法在多体物理研究中的理论形式、规则方法以及具体应用的过程。并基于松原格林函数方法利用Kubo公式给出了研究平衡态输运理论的主要内容,其中包括传统Edelstein效应的理论内容和物理图像。我们在低对称Dirac赝自旋系统中提出了一种基于广义自旋轨道耦合作用的新类型Edelstein效应的作用机制,并根据解析的过程显示了在该系统中用实验检验这种新类型Edelstein效应的可能性,说明了Dirac赝自旋体系在不同低对称条件下可能存在不同赝自旋-自旋耦合机制的电流诱导自旋极化。文中我们首先介绍了基于Rashba自旋轨道耦合模型所描述的传统Edelstein效应的结果,为描述在新体系中理论模型所描述的物理图像奠定了研究基础。我们也因此突破了关于研究目标和研究方向选定上的局限,把思路和视角放在更为前沿的Dirac材料体系。我们介绍了Dirac拓扑材料体系的拓扑不变量和理论模型,包括拓扑绝缘体、Dirac半金属和Weyl半金属等具有奇异输运性质的材料系统,并基于Berry理论从实际物理背景出发对拓扑材料体系中有关拓扑分类的Chern数和Z2拓扑不变量等拓扑概念做了一定的介绍。结合拓扑绝缘体和拓扑半金属的理论模型更为深入地探究了拓扑理论在Dirac材料体系的应用形式。在应用输运理论研究方法的过程中,我们引入了线性响应理论的核心内容,利用费曼图自能展开方法的理论优势,纳入了松原格林函数的理论方法和技术。在考虑零温直流极限的条件下我们对复杂Dirac赝自旋模型的电流诱导自旋极化形式做了很大程度上的简化操作,通过系统地求解过程给出了该模型电流诱导自旋极化解析的形式。本文还讨论和展望了在更为奇异的体系中更多新模式新机制的Edelstein效应存在的可能,对轨道Edelstein效应和光诱导下非线性Edelstein效应做了基本的描述和介绍。我们在1T′-WTe2单层体系系统地研究了外电场下的自旋极化。传统的Edelstein效应描述的是在外加电场下有效磁场导致一个自旋Zeeman项,从而诱导产生自旋极化的现象。本文提出了一种新类型的Edelstein效应的作用机制。和传统Edelstein效应不同的是,新类型的Edelstein效应并不是直接来源于有效磁场的作用,而是通过有效磁场诱导一个广义自旋极化,由广义自旋和真实自旋的耦合间接诱导出一个真实自旋的自旋极化。虽然新类型的Edelstein效应涉及两个过程,但是仍然可以和传统的Edelstein效应所产生的自旋极化的强度具有相同的量级。除了解析计算的部分,我们仍然针对这个新类型的电流诱导自旋极化在1T′-WTe2单层做了相应数值计算,数值结果同解析过程给出的结论符合得很好。另外,为了进一步证明我们的结论,我们还对该体系的晶体多谷模型做了相应的数值分析,在这个过程中处理了其中的理论细节,晶体多谷模型的数值结果仍然支持我们解析的结论,给出了和连续模型数值计算一致的结果。我们的研究拓展了Edelstein效应在拓扑材料体系的理论内容,对Dirac赝自旋体系下Edelstein效应的潜在应用给出了一定的理论指导。我们的发现将有助于研究者更加深入地理解Dirac赝自旋系统下的Edelstein效应。
王仁海[6]（2021）在《基于自适应基因算法的多元体系结构及性能的计算研究》文中认为通过理论预测指导实验合成,可以加快新材料的研发,对寻找新型功能材料具有重要的意义。单独依赖化学成分的晶体结构预测一直是理论固体物理、化学和材料科学的长期挑战之一。围绕这一问题,本文完善了一种预测晶体/表面/界面结构的自适应基因算法（AGA）,总结了对材料结构和性质的计算研究,重点研究了 AGA在三元Li-Ni-B、Fe-Ni-B和非稀土磁性材料等体系中的应用,同时证明了 AGA能够准确预测晶体结构,并快速获取多组分体系中不同成分的结构和相稳定性。另外,本文还介绍了一种Li替换法研究NaFePO4正极材料复杂晶体结构方案。具体包含以下七章:第一章首先介绍了材料设计的范式以及晶体结构的重要概念,列举了过去二三十年广泛用于晶体结构预测的计算算法。其次,介绍了计算能量的两种方法:密度泛函理论和经验势,为本文的研究铺垫。在第二章中,重点介绍了 Kai-Ming Ho课题组开发的自适应基因算法以及由本人主导完善的固定对称性基因算法,AGA以自适应和迭代的方式将经典势的结构弛豫速度与密度泛函理论（DFT）的计算精度相结合,在保持DFT精度的同时,AGA 比完整的DFT GA快得多,并且提供了一个有用的工具来研究包含大量原子的复杂结构;随后介绍两种判断结构相似性的方法:原子团簇校正法和指纹函数法;还简要介绍了一些用到的机器学习的工具及方法;最后介绍了基于第一性原理计算判断结构稳定性的几种方法。在第三章中,介绍了利用AGA搜索具有不同基序的碱金属-过渡金属硼化物（A-T-B）新材料。稀土-过渡金属硼化物的结构多样性表明,A-T-B具有广阔的研究前景,有望展现出具有不同T-B骨架的各种晶体结构。另一方面,由于与A-T-B三元体系制备相关的综合性挑战,对A-T-B的研究严重欠缺。在本章中,通过计算发现了 Li-Ni-B三元体系中的几个新相（稳定相与能量较低的亚稳相）。新发现的LiNiB,Li2Ni3B和Li2NiB相扩展了现有的理论结构数据库,并重建了Li-Ni-B的凸包表面。通过AGA预测的具有层状基序的LiNiB结构被实验成功合成。根据电化学计算,LiNiB和另一种预测的层状Li2NiB化合物有作为锂电池负极材料的潜力。预测的Li2Ni3B（空间群P4332）立方结构具有扭曲的BNi6八面体单元,而且该结构与两个非中心对称超导体Li2Pd3B和Li2Pt3B同构。在第四章中,本文通过搜索Fe-Ni-B的组成空间,成功预测出能量上和动力学上都稳定的FeNiB2化合物。因为FeNiB2对外部扰动非常敏感,所以其属于材料的高响应状态类别。此状态还表现出高度的自旋涨落的特征,该自旋涨落强烈影响可能的磁长程和短程序。此外,本文证明了这种反铁磁主导的涨落可能导致自旋介导的超导。研究的结果为寻找强自旋涨落系统和相关的超导体提供了一条有希望的途径。在第五章中,利用先前开发的LiFePO4结构数据库,用Na替换Li扩展了NaFePO4体系的低能晶体结构数据库。同时,重新确定了已知的马里石型和橄榄石型NaFePO4相,并发现了一个能量介于前两者之间的未报道的相。在实验上,LiFePO4在锂离子电池中作为阴极非常成功,因为其橄榄石晶体结构在电池循环过程提供了稳定的框架。然而,在NaFePO4中,马里石相取代橄榄石相成为最稳定的相,而实验发现,在常规电池工作电压（0-4.5V）下,马里石相是电化学惰性的。另外,本文发现用Li部分取代Na可以稳定橄榄石结构,可能是改善NaFePO4阴极性能的一种方法。而且,橄榄石型LixNa1-xFePO4在有限温度下的热力学稳定性可以进一步提高。在第六章中,本文开发了一个开放获取数据库,该数据库提供了专门针对磁性化合物以及磁性团簇的大量数据集,其重点是不含稀土的磁性结构。可用的数据集包括（ⅰ）晶体学,（ⅱ）热力学性质（例如形成能）和（ⅲ）磁性材料设计必不可少的磁性能。数据库具有大量通过AGA搜索发现的稳定和亚稳结构。与现有的无稀土磁体和其他数据库中的理论结构相比,AGA发现的很多结构具有更好的磁性能。本数据库特别重视通过高通量第一性原理计算获得的特定位点的磁数据,这样的位点解析数据对于机器学习建模是必不可少的。另外,文中说明了数据密集型方法如何提高新型磁性材料实验发现的效率。本数据库提供了大量数据集,这些数据集将有助于有效的计算筛选、机器学习辅助设计以及新型有前途磁体的实验合成。在最后一章中,总结了博士期间的工作,并对以后的科研工作做了展望。
提磊[7]（2020）在《锇氧化物的声子模式与磁性研究》文中研究说明5d族过渡金属氧化物在学者的探索中呈现了各种奇特的物理特性。的空间群为Pnma（62）,点群为mmm,本文对其四种磁构型G-AFM,A-AFM,C-AFM以及NM进行了研究。WIEN2k在密度泛函理论（DFT）和全电子全势能线性缀加平面波方法下,对的电子结构方面进行了计算。我们的计算结果为,Os上的磁矩是0.86?（33）,比万等人理论结果0.83?（33）略大。通过对电子能带图、态密度图、分态密度图的分析,确定G-AFM是的基态。而后对进行声子方面的研究,VASP和密度泛函微扰理论相结合对的四种磁构型进行计算,得到不同磁构型的声子谱、声子态密度图、分态密度图。其声子谱无虚频,动力学稳定,又对峰值附近的声子振动模式进行研究,在峰值附近挑取了三种振动模式,分别为B3u模式、B2u模式、B1g模式。在低频区,加入G型反铁磁后,B3u模式向高频处移动,有轻微的硬化迹象出现。而在高频区,B2u模式,在加G型反铁磁后向低频处移动发生软化,B1g模式,在加G型反铁磁后发生硬化。三种振动模式中个各原子的振动强度与态密度中各原子的贡献程度相吻合。在（38）点一共有60种振动模式,声学分支占了3个,光学分支占了57个。除此之外,还研究了B2g,B3g,Ag模式,发现这三种模式均发生硬化,与Calder等人研究的结果一致。加压是改变材料性质最简单的方式,物体在经加压作用时,会有材料结构相变的现象发生。本文的计算基础是大家熟知的第一性原理,再通过功能强大的结构预测技术,对不同压强下的过渡金属氧化物展开进一步的探索。利用USPEX演化算法,针对50GPa、100GPa、200GPa、300GPa和400GPa压强下的,展开了结构预测,然后利用密度泛函理论联合VASP程序的方法,对每个结构进行几何优化,之后,利用WEIN2K程序计算高压下的能带结构、电子态密度,利用phonopy分析高压下的晶体声子,得到400GPa下的声子谱。通过USPEX搜索在高压下的形态我们发现不同的空间群结构,然后,分别对高压下搜寻到的空间群结构进行计算。通过不同空间群结构的声子谱,进而来判断空间群的稳定性。经过长时间的声子计算,我们发现中空间群稳定的结构主要有3种。这几种空间群分别是Pbcm空间群、Pnma空间群、空间群。前两种空间群都是正交结构,后一种空间群是六方结构。最后,对这三种空间群稳定的结构进行计算,分析得到的声子谱、态密度图,以及电子能带图、分态密度图。通过分析发现三种空间群的都处在金属态。
杨飞[8]（2021）在《非平衡动力学：从二维材料自旋动力学到超导体的电磁响应》文中研究表明运用微观动力学方程的等时非平衡格林函数方法,本论文首先从自旋电子学领域中的动力学自旋Bloch方程入手,研究二维材料中的自旋动力学作为引子。之后,进入到本论文的主体部分—超导领域,建立被我们称为“规范不变动力学方程”的动力学理论以研究超导体丰富的电磁响应性质。在引子部分,通过采用动力学自旋Bloch方程,我们研究了双层过渡金属硫属化物中空穴的自旋动力学,包括Rashba自旋轨道耦合影响下K和K’谷空穴自旋的弛豫和扩散。由于双层材料的特性,我们发现两谷的面外自旋呈现出不同的弛豫（扩散）过程。特别地,在大自旋极化的弛豫（扩散）过程中,我们发现,两谷中原本相同的空穴浓度随着时间演化（沿着扩散方向）发生了破缺,从而产生了非平衡（稳态）谷极化。在主体部分,我们进入到超导领域,首先研究了平衡态中平移对称破缺超导体系内的超导电性,之后,我们重点探讨了非平衡动力学中超导体的电磁响应性质。平衡态的研究以Gorkov方程为基础。我们首先从对称性的角度,讨论了平移对称破缺后,实现非常规Cooper对的要求。基于对称性分析,我们指出,通过将自旋轨道耦合量子阱与平移对称破缺s-波超导体近邻耦合,所有四种对称性类型（偶频单态、奇频单态、偶频三态和奇频三态）的Cooper对均会在量子阱中出现。而量子阱中库仑相互作用的自能以及不可避免的plasmon效应,则可以诱导出全部四种对称性的超导序参量。之后,我们讨论了在自旋轨道耦合s-波超导体中,利用磁场的Zeeman效应破缺掉平移对称性（产生出Cooper对质心动量）的可能。我们发现,磁场会导致两种具有Cooper对质心动量的超导相:小场下的drift-BCS态和大场下的Fulde-Ferrell态,前者中的Cooper对质心动量源于能带扭曲,后者与传统Fulde-Ferrell态类似。在处理非平衡性质时,Gorkov方程中格林函数涉及到的信息因为过于庞大从而有着很大的计算难度。针对这一问题,需要衍生出用于处理非平衡物理的微观动力学方程。为此,我们首先采用Yu和Wu建立的规范不变光学Bloc方程方法,研究了手征p-波超导态的反常霍尔效应。我们展示反常霍尔效应的内禀通道因为伽利略不变性而为零,但杂质散射可以诱导出外禀通道。与文献中Kubo费曼图方法给出的线性响应的偏转散射通道相比,我们除了为这一通道提供微观动力学描述外,还揭示出一个新的通道:非线性激发导致的低阶Born贡献,后者在弱杂质相互作用体系占据主导。之后,我们发展了规范不变光学Bloch方程,使其囊括进完整的电磁效应和超流动力学,由此建立起超导体规范不变动力学方程。我们首先证明规范不变动力学方程满足超导体中的Nambu规范结构,因而自然地满足电荷守恒。紧接着,通过规范不变动力学方程,我们讨论了静磁响应和低频光学响应中的电流激发。除了恢复出文献中为人熟知的结果（包括静磁响应中的Meissner超流和Ginzburg-Landau方程以及低频光学响应中的二流体模型）外,我们发现,只有当电磁场激发出的超流速度超过某一阈值时,体系中才会出现正常流体和散射。特别地,我们指出,超流体和正常流体的电流之间存在摩擦。由于这种摩擦,部分超流体具有了黏滞性。我们因而提出了超导体的三流体模型:正常流体、有黏滞的超流体和无黏滞的超流体,以此来描述超导态的电磁响应。基于三流体模型,我们揭示出丰富的物理行为,包括静磁响应中隧穿深度受散射影响的原因、修正的Ginzburg-Landau方程和同时具有非零能隙和非零电阻的热力学相、以及低频光学响应中由三流体模型描述的光电导。随后,我们展示,规范不变动力学方程提供了一套有效的方法,能够不分伯仲地计算超导体集体激发Nambu-Goldstone模和Higgs模的电磁响应。基于规范不变动力学方程,我们除了恢复出文献中关于这两种集体激发的线性响应的传统结果外,还指出Higgs模的二阶响应完全归因于驱动效应（包括光电场驱动效应和磁矢势抗磁效应）而非文献中广泛认定的磁矢势顺磁效应。同时,我们推得了 Nambu-Goldstone模非零的二阶光学响应,并且发现,由于电荷守恒恒的保护,这一响应可以避免Anderson-Higgs机制的影响从而能够被有效激发。为此我们还提出了一个可能的实验探测方案。接下来,我们展示,规范不变动力学方程提供了一套有效的办法处理散射效应。基于规范不变动力学方程,我们发现,在线性区,散射造成的光吸收可以很好地描述实验上在正常趋肤区脏超导样品中观测到的光学特征。而在二阶区我们指出,散射效应在Higgs模的光学响应信号中造成一个相移,并且该相移在ω=|Δ|处会展现出π跳跃。此外,我们还指出,杂质散射可以在光脉冲结束后造成Higgs模激发的衰减行为。综上,规范不变动力学方程不仅同时囊括了正常流体和超流体的动力学描述,且作为一套规范不变理论,这套方程既能够计算磁场响应也可以处理光学响应,并且可以用于线性响应和非线性响应的研究。由于规范不变性,规范不变动力学方程得以保证对电磁学性质非常关键的电荷守恒。同时,规范不变动力学方程还能够处理超导体中各样集体激发的电磁响应。此外,得益于等时非平衡格林函数方法,我们在规范不变动力学方程构造了完整的微观散射项,因而可以阐述散射效应的影响。除了恢复出许多文献中众所周知的结果外,我们还揭示出超导体电磁响应中更为丰富的物理。所以,规范不变动力学方程实际上提供了一套有效的方法研究/计算超导体的非平衡动力学行为和电磁响应性质,我们因而展望这套方程能够在超导领域揭示更多的丰富物理。最后,我们探索性地将规范不变动力学方程的方法应用到d-波超导体系Higgs模的研究中,以推导呼吸Higgs模和d-波序参量体系独有的旋转Higgs模能谱的解析表达式,并探讨他们的动力学性质包括光学响应、磁场响应以及最近实验上较为关心的赝能隙相中负的热霍尔信号。本论文内容多为解析研究。为方便阅读,正文中只呈现具体的模型和推导后的结果以及图像性的分析,冗长的推导细节则被置于十个附录中。以下,是具体的章节摘要。引子部分,从第1章到第2章,我们研究了双层过渡金属硫属化物中空穴的自旋动力学。在第1章中,我们首先介绍了二维材料单双层过渡金属硫属化物,以及这类材料中谷动力学（包括自由载流子的谷霍尔效应,激子的谷极化和去谷极化机制）和自旋电子学（包括自旋的注入和探测、时间域自旋弛豫的主要机制,以及理解空间域自旋扩散的模型）的研究进展。特别地,在双层过渡金属硫属化物中,得益于材料特性,K和K’谷的空穴不仅可以通过自旋-层锁定效应实现自旋在实空间的分离,还可以利用手征光学选择定则激发自旋极化。该二维体系因而为探索自旋动力学提供一个理想的平台,并在自旋电子学领域展现出可能的应用前景。由此,理解这一类材料中空穴自旋的弛豫和扩散行为成为了亟待研究的问题。针对这一问题,在第2章中,我们首先介绍自旋电子学领域中的动力学自旋Bloch方程。动力学自旋Bloch方程,是Wu基于等时非平衡格林函数方法将半导体中的光学Bloch方程推广到自旋空间建立和发展起来的。它不仅包含了微观散射效应,还可以处理多体效应。运用动力学自旋Bloch方程,我们研究了双层过渡金属硫属化物中K和K’谷空穴的自旋动力学。考虑到实验上对空穴浓度的电学调控,我们讨论了门电压诱导的Rashba自旋轨道耦合对自旋弛豫和扩散的影响。相比传统的面内形式,双层过渡金属硫属化物中的Rashba自旋轨道耦合多出一个谷依赖的面外分量,从而提供了一个在K和K’谷方向相反的类Zeeman场,由此造成了丰富的自旋动力学行为。对于自旋弛豫,在谷间空穴-声子散射作用下,类Zeeman场为面内自旋打开了一个谷间弛豫通道,其主导了面内自旋的弛豫。对于面外自旋极化,类Zeeman场会与Hartree-Fock有效磁场叠加,后者在两谷方向相同。由此,K和K’谷呈现出不同的总有效磁场强度,从而导致两谷具有不同的自旋弛豫时间。提高温度/浓度以增强谷间空穴-声子散射能够极大地抑制两谷自旋弛豫时间的不同。有意思的是,在大自旋极化的弛豫过程中,我们发现,两谷中原本相同的空穴浓度随着时间演化发生了破缺,致使体系中诱导出谷极化。根据我们的计算,在自旋极化为60%时,这种非平衡谷极化能够超过1%且能持续数百ps,因而有很大可能被实验观测。双层过渡金属硫属化物中的谷内系统,实际上为Zeeman场存在下的Rashba自旋轨道耦合体系。从微观层面研究这一经典体系的自旋扩散无疑具有重要意义,但文献中鲜有对此的研究报道。我们发现,在单谷中,通过调节该谷的总有效磁场强度,面外自旋的扩散行为可以分为四个区域。在不同的区域,自旋扩散长度展现出不同散射、总有效磁场强度和自旋轨道耦合强度的依赖。由于K和K’谷具有不同的总有效磁场强度,两谷因而展现出不同的自旋扩散长度。增强谷间空穴-声子散射则可以抑制两谷自旋扩散长度的不同。此外,在单边固定的大的面外自旋注入下,我们发现,体系沿着扩散方向会建立起稳态的谷极化,与时间域谷极化的产生机制相同。然而,时间域的谷极化会随着谷内散射的增强而减弱,但空间域产生的谷极化能够通过增加杂质浓度来加强。主体部分,从第3章到第11章,我们进入到超导领域,首先研究了平衡态中平移对称破缺超导体系内的超导电性,之后,我们重点探讨了非平衡动力学中超导体的电磁响应性质。针对平衡态的研究,在第3章中,我们首先介绍了 Cooper对的四种对称性分类:偶频单态、奇频单态、偶频三态和奇频三态,以及在空间均匀体系实现后三类非常规Cooper对所需要的对称性破缺。但体系中非常规Cooper对的存在并不能保证非常规超导序参量的产生,这是因为非常规超导电性的产生往往还对配对势的对称性有特殊的要求。之后,我们介绍了超导体中两点格林函数所满足的基本方程:Gorkov方程。该方程包含了体系中所有的信息,所以可作为研究和计算超导态性质的出发点。运用平衡态Gorkov方程,我们介绍了一些可能实现非常规Cooper对/超导电性的具体材料和体系,包括与铁磁体近邻耦合的常规超导体、非中心反演对称的非常规超导体,具有自旋轨道耦合的常规超导体、目前广受争议的非常规超导体Sr2RuO4,和可能具有p-波吸引势的重费米子超导材料。紧接着,我们介绍了在均匀超导体中利用Zeeman效应自发破缺掉平移对称性（产生出Cooper对质心动量）的可能,即Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）态。但在各向同性体系中,旋转对称性的自发破缺不利于FFLO态对抗杂质缺陷和热力学涨落。为此,文献中指出,在Zeeman效应作用下,利用自旋轨道耦合造成体系的各向异性,能够使Cooper对质心动量以最优化形成来保证FFLO态的稳定,我们综述了文献中对此的理论进展。在第4章中,运用平衡态Gorkov方程,我们研究了平移对称破缺后,非常规Cooper对和序参量的实现。我们首先从对称性的角度,讨论了平移对称破缺后,实现非常规Cooper对的要求。我们发现,与传统的空间均匀体系中的要求相比,原本难以实现的奇频单态Cooper对在平移对称破缺后会固有地存在,并且平移对称破缺后,只需破缺掉自旋旋转对称性即可实现偶频三态和奇频三态Cooper对。由此我们指出,通过将自旋轨道耦合量子阱与平移对称破缺s-波超导体近邻耦合,所有四种对称性类型的Cooper对均会在量子阱中出现。在此基础上,通过考虑库仑相互作用的自能以及二维体系中不可避免的plasmon效应计算量子阱中的超导序参量,我们展示体系中可以实现全部四种对称性的超导电性。为具体说明这一情况,我们考虑了与处于FFLO相或存在超流的s-波超导体近邻耦合的InSb（110）量子阱,并推导了四种超导序参量的解析表达式。得益于材料特性,我们推得了s-波的偶频单态序参量、p-波的奇频单态序参量、p-波偶频三态的序参量、以及d-波的奇频三态序参量。特别地,在合适浓度下,常规的s波序参量会受到抑制,此时非常规序参量会占据主导,从而利于实验上的探测。在第5章中,我们研究了自旋轨道耦合s-波超导体中的Fulde-Ferrell态。不同于文献中求解多变量极值的全数值理论工作,我们运用平衡态Gorkov方程解析上求解反常格林函数来得到能隙方程,然后,通过求解基态能关于单个参数即Cooper对质心动量的最小值来确定超导态性质,由此可以对超导态的微观性质进行详细讨论。我们发现,在自旋轨道耦合s-波超导体中,外加磁场可以诱导出两种具有Cooper对质心动量的超导相。具体地,在小磁场下,电子能谱的扭曲可以诱导出Cooper对质心动量,但体系中不存在反常关联消失的非配对区。我们将这一超导相称为drift-BCS态。将磁场进一步增大至某一临界点,体系中出现了非配对区,从而落入Fulde-Ferrell态。我们发现,在临界点附近,质心动量会突然增加,并且序参量会急剧减小,表明体系发生了一级相变。此外,我们还发现了由自旋轨道耦合翻转项导致的Pauli极限的增强,以及因此而造成的存在Fulde-Ferrell态磁场区域的扩大。最后,我们还讨论了自旋轨道耦合诱导的三态Cooper对,并展示Cooper对自旋极化在drift-BCS态和Fulde-Ferrell态呈现出完全不同的磁场依赖,从而为实验上区分两种超导相提供了一种可能的方案。从第6章到第11章,我们从非平衡动力学的角度研究了超导体丰富的电磁响应性质。在第6章中,我们首先介绍最早由Nambu提出的超导体规范结构,以及超导态中规范不变与电荷守恒等价的证明。紧接着,我们介绍了超导体中各样的集体激发,包括Nambu-Goldstone模（序参量相位涨落）和相关的Anderson-Higgs机制、Legget t模（两带超导体中两带序参量相位差涨落）、Tc附近的Nambu-Goldstone模:Carlson-Goldman模、Higgs模（序参量模值涨落）,以及Bardasis-Schrieffer模（轨道角动量不同于平衡态序参量的序参量模值涨落）。此外,我们还介绍了超导体中杂质效应对平衡态的影响:Anderson定理。之后,我们综述了超导体对电磁响应特别是对THz光场响应的实验和理论研究进展。具体地,相关的实验进展包括静磁响应中的Meissner效应,早期用于实验分析的宏观Ginzburg-Landau唯象理论、低频光学响应中由唯象二流体模型描述的光电导行为、还有THz频率范围内,反常和正常趋肤区超导体中不同的光吸收行为、非线性光学响应中的Higgs模激发和相关信号相位的π跃变、以及两带超导体内非线性光学响应中的Leggett模激发。在理论方面的综述中,我们指出,一套完整的电磁响应理论上应当满足如下的四个条件:（ⅰ）既能够计算磁场响应也可以处理光学响应,并且可以用于线性响应和非线性响应的研究,即必须完整地囊括由电场E所致和直接由磁矢势A造成的电磁效应;（ⅱ）能够自恰地推导出超导体内各样集体激发的电磁响应;（ⅲ）能够计算不可避免的散射效应;（ⅳ）应当是规范不变的,即满足Nambu提出的超导体规范结构,这点在超导体中尤为重要。然而,相比于超导领域在过去数十年间不断增加的丰富的实验现象,超导体电磁响应的微观理论,尽管在BCS超导电性理论的框架下已经经过了五十多年的发展,但文献中建立起的各样的理论,包括基于Kubo流流关联推出的反常趋肤区的Mattis-Bardeen理论、Anderson赝自旋图景下推出的Liouville和Bloch方程,半经典的准粒子Boltzmann方程、准经典近似框架下使用τ3-格林函数从Gorkov方程中推出的Eilenberger和Usadel方程、Yu和Wu在等时近似下使用τ0-格林函数建立起的规范不变光学Bloch方程,均无法满足上述全部条件,从而存有一定的不足。在第7章中,我们首先采用规范不变光学Bloch方程方法,讨论了手征p-波超导态的反常霍尔效应。我们证明内禀反常霍尔电导因为伽利略不变性为零,而杂质散射可以诱导出非零的外禀反常霍尔电导。与文献中Kubo费曼图方法给出的线性响应的偏转散射通道相比,我们除了为这一通道提供微观动力学描述外,还揭示出一个新的通道:非线性激发导致的低阶Born贡献。因为难以在准经典方法中处理准粒子关联或在Kubo费曼图方法中囊括非线性效应,这一新的通道在文献中被长期忽视掉了,但该通道在弱杂质相互作用体系会主导反常霍尔电导的产生。最后,受实验上在“金属/铁磁体/超导体”结中观测到的序参量和交换场的隧穿效应的启发,我们还讨论了存在空间依赖磁场时的情况,此时空间平移对称即伽利略不变性的破缺使得内禀反常霍尔电导不再为零。在第8章中,我们发展了规范不变光学Bloch方程,使其囊括进完整的电磁效应和超流动力学,由此建立起超导体规范不变动力学方程。从基本物理出发,我们首先证明,规范不变动力学方程满足Nambu规范结构,因而自然地满足电荷守恒。紧接着,通过使用规范不变动力学方程,我们关注静磁响应和低频光学响应中的电流激发。我们指出,只有当电磁场激发出的超流速度υs超过阈值υL=|Δ|/kF时,体系中才会出现正常流体和散射。有意思的是,我们发现超流体和正常流体电流之间存在摩擦。由于这种摩擦,部分超流体具有了黏滞性,由此我们提出了超导体系在υs>υL时的三流体模型:正常流体、有黏滞的超流体和无黏滞的超流体,以此来描述超导态的电磁响应。对于静磁响应,当υs<υL只存在超流体时,我们严格地恢复出了Meissner超流,并且能隙方程在相变温度附近可以严格约化为Ginzburg-Landau方程。当υs>υL时,静磁响应电流由三流体模型描述。特别地,与超流体中直接被磁通激发出Meissner超流不同,正常流体虽然不受磁通驱动,但在上述提到的与超流体电流的摩擦带动下,正常流体中也会诱导出电流。此时,正常流体电流和有黏滞的超流体电流的存在,使得隧穿深度受到了散射的影响。此外,我们还预言了一个同时具有非零能隙和非零电阻的热力学相。对于光学响应,规范不变动力学方程计算出的正常流体电流呈现出Drude模型行为,而超流体电流包括Meissner超流部分和Bogoliubov准粒子流部分。这样,在低温下,我们严格恢复出了文献中的二流体模型。然而,我们展示,超流体和正常流体的电流之间存在摩擦,使得光电导行为由三流体模型描述。在第9章中,我们展示,规范不变动力学方程提供了一套有效的方法,能够不分伯仲地计算超导体集体激发Nambu-Goldstone模和Higgs模的电磁响应。我们讨论了两种集体激发在线性区和二阶区的光学响应。我们发现,Higgs模的线性响应会在长波极限下消失,因此不在光学实验中显现。而Nambu-Goldstone模的线性响应会与长程库仑相互作用耦合,因此会触发Anderson-Higgs机制,使得该激发模原本无能隙的能谱被有效地提高到高能的plasmon频率,从而无法被有效激发,与文献中的结果一致。二阶响应则呈现出完全不同的物理。一方面,在二阶区可以于长波极限下得到Higgs模非零的光学响应,且在2ω=2Δ0时展现出共振行为,与实验发现一致。我们指出,该二阶响应实际上完全归因于驱动效应（光电场驱动效应和磁矢势抗磁效应）而非文献中广泛认定的磁矢势泵浦效应（顺磁效应）。另一方面,我们也发现了 Nambu-Goldstone模非零的二阶光学响应,并且由于电荷守恒,这一响应会与长程库仑相互作用解耦,从而避免掉Anderson-Higgs机制的影响,因而能够保持原本无能隙的能谱,进而可以被有效激发。我们为此还提出了一个基于Josephson结的可能方案用以实验上的探测。在第10章中,通过规范不变动力学方程,我们讨论了散射效应对正常趋肤区超导体THz光学性质的影响。我们考虑了多周期THz光脉冲驱动中线性和非线性响应的情况。我们展示,线性区散射诱导的光吸收σ1s（ω）可以很好地描述实验上在正常趋肤区脏超导样品中观测到的光学特征,包括低温下σ1s（ω）在ω=2|Δ|处的转变和其在ω<2|Δ|频段随频率下降的上升。此外,我们证明,规范不变动力学方程得到的超导态光电导在T>Tc序参量趋于零时可以严格回到了正常金属中Drude模型或传统Boltzmann方程描述的光电导。尽我们所知,由于在超导态中难以自恰计算散射顶角修正的阶梯图,文献中还没有理论可以在超导态光电导计算中,当温度从T<T.变到T>Tc时恢复出正常态的光电导。所以规范不变动力学方程实际上提供了一套有效的办法处理散射效应。在二阶区我们发现,散射效应在Higgs模的光学响应信号中造成一个相移。特别地,该相移在ω=|Δ|处会展现出明显的π跳跃,从而为实验探测提供了一个明显的特征。最后,通过研究光脉冲结束后Higgs模激发的衰减,我们揭示了由弹性散射引发的弛豫机制。在第11章中,我们探索性地将规范不变动力学方程方法应用到d-波超导体系Higgs模的研究中。我们首先推导了呼吸Higgs模和波序参量体系独有的旋转Higgs模能谱的解析表达式,这为实验上寻找共振频率提供了可能的帮助。之后,我们研究了他们的动力学性质。我们发现,呼吸Higgs模在二阶光学响应中可见,且该过程与光场的极化方向无关。旋转Higgs模在光学响应中不活跃,但我们发现了该集体激发对磁场非零的线性响应,由此可以预期通过磁共振实验来探测旋转Higgs模。特别地,我们还发现,电中性的旋转Higgs模,虽然不能在电学测量中显现,但却可以在赝能隙相中产生负的霍尔热导。这一发现极有可能描述实验上最新在铜基超导体重掺杂赝能隙相中观测到的负的热霍尔信号。我们由此推测,实验中在赝能隙相产生负的热霍尔信号的未知电中性元激发,可能为旋转Higgs模。最后,我们在第12章中对本论文的内容进行了总结。
赵仲勋[9]（2020）在《负热膨胀Ti-Ni合金中纳米尺度马氏体的孪晶变体识别与母相重构及相变行为研究》文中研究说明Ti–Ni合金具有优异的形状记忆效应和独特的超弹性特性,其本质源于合金中的热弹性马氏体相变及马氏体变体自适应。目前已有的研究中关于Ti–Ni合金纳米尺度B19′马氏体的表征工作主要通过透射电子显微镜（TEM）完成,但使用TEM识别单斜结构B19′马氏体变体,分析合金B2奥氏体与B19′马氏变体取向关系（OR）以及B19′马氏变体之间的孪晶关系等晶体学特征时,需要频繁倾转样品到不同的晶带轴并进行逐一标定,效率很低且难以获得具有统计意义的结果;而且,当Ti?Ni合金不存在残余奥氏体时,使用TEM无法直接识别B19′马氏体变体及确定B19′马氏体与B2奥氏体之间的OR。此外,近年来Ti?Ni合金因具有奇特的负热膨胀（NTE）行为而在精密仪器等领域有很好的应用前景。但是当前对Ti?Ni合金NTE现象及行为本质的认知非常有限,尤其是目前具有NTE行为的Ti?Ni合金大多经历了大应变量塑性变形处理,加工过程中产生的强织构和大量位错给合金NTE行为和机理研究带来了诸多复杂性和不确定因素。因此,本论文研究采用真空电弧熔炼及快速凝固工艺制备无需后处理即具有独特NTE行为的熔铸态和吸铸态Ti?Ni合金,主要利用新颖的扫描电镜偏轴透射菊池衍射（Off-axis SEM-TKD）技术表征所制备Ti–Ni合金中的纳米尺度B19′马氏体,并采用改进的晶体学分析方法对单斜结构B19′马氏体进行变体识别、孪晶关系确定与母相取向重构,同时系统研究物相比例和组织特征等对Ti–Ni合金马氏体相变及负热膨胀行为的影响规律和作用机制。本研究首先采用非自耗真空电弧熔炼技术制备物相组成主要为纳米尺度B19′马氏体变体的Ti?Ni合金样品,利用TEM观察B19′马氏体变体形貌特征并统计其宽度分布,结果表明熔铸态Ti50Ni50（at.%）合金具有分别由4个和2个马氏体变体组成的台阶状和层片状结构,该两种结构中有超过70%的变体宽度小于50 nm,且有超过99%的变体宽度大于5 nm。还进一步利用偏轴SEM-TKD并优化表征参数成功获得了两种结构中纳米尺度B19′马氏体的取向映射图,解析率分别达88%和85%。优化的表征参数为:加速电压为30 kV,电子束电流为3.2 nA,工作距离为2～3 mm和扫描步长为3～5 nm,样品夹持在预倾斜样品台51-H5-550上,预倾斜角为20°,样品薄区厚度为87～180 nm。根据所获得具有统计意义的纳米尺度B19′马氏体变体SEM-TKD数据,基于理论广群结构方法的框架,提出了一种无需残余奥氏体作为参考即可识别B19′马氏体变体的改进方法,提高了旋转轴角/对的匹配效率和准确度,所获得的Ti?Ni合金马氏体变体识别结果与理论广群结构法和极图法获得的结果一致。在此基础上,结合经典孪晶理论发展了一种利用SEM-TKD数据直接确定马氏体孪晶类型及孪晶要素的方法,并用于确定熔铸态Ti50Ni50合金两种结构中马氏体变体的孪晶关系,即台阶状结构中相邻马氏体变体之间具有（011）B19′II型孪晶和（100）B19′复合孪晶关系,而层片状结构中相邻马氏体变体为典型的（011）B19′II型孪晶,这些结果与文献报道中使用TEM确定的孪晶关系一致。为了进一步获得马氏体的母相取向,根据经典的母相取向重构法提出了基于SEM-TKD数据重构Ti50Ni50合金母相取向的改进算法。即首先采用数值拟合精确确定OR,然后依据取向差对相邻的像素进行分群,最后以群为单位逐像素重构母相取向。对Ti50Ni50合金B19′马氏体的母相重构结果表明,与相变前马氏体晶界所对应的重构区域的局部取向差小于2.0°。利用残余奥氏体方法和具有晶体取向自动映射功能的透射电子显微技术原位加热方法对所提出的Ti?Ni合金母相重构算法进行有效性验证,结果表明该算法能够基于B19′马氏体的取向映射准确地重构出B2母相的取向。本论文还系统研究了物相比例和显微组织特征等对Ti?Ni合金马氏体相变及NTE行为的影响规律和作用机制。在具有择优生长和无择优生长两种显微组织特征的熔铸态Ti?Ni合金中,沿不同方向测试所得的NTE特征温度均与对应的相变特征温度非常接近,表明合金的宏观NTE行为与马氏体相变密切相关。在Ni含量为38.0～46.0 at.%的择优生长Ti?Ni合金和Ni含量为38.0～50.0 at.%的无择优生长Ti?Ni合金中,升/降温阶段均表现出可逆的各向同性NTE行为,且沿各方向的热膨胀系数（CTE）均随Ni含量增加而减小;Ni含量为48.0～50.0 at.%的择优生长Ti?Ni合金在升/降温阶段的NTE行为呈各向异性,沿最大温度梯度方向的CTE随Ni含量增加而急剧减小,而沿垂直于该方向的CTE随Ni含量增加而增大。此外,研究了Ti?Ni合金热膨胀和相变行为随热循环次数的变化规律并评价了其热循环稳定性。熔铸态Ti50Ni50合金经25次热循环后出现了近零膨胀行为,热膨胀和DSC曲线表明降温阶段出现了B2?R?B19′两步相变。吸铸态Ti54Ni46合金在热循环过程中的NTE和相变特征参数变化均表现出两个明显的阶段:0～30次热循环为快速变化阶段,31～100次热循环为缓慢变化并逐渐趋于稳定阶段。经100次热循环后,Ti54Ni46合金的NTE和相变特征温度均向低温方向移动,升/降温过程中的CTE均为-23.1×10-6 K-1。
刘慧敏[10]（2020）在《氯磺丙脲结晶过程研究》文中研究说明氯磺丙脲是一种口服磺脲类药物,是治疗Ⅱ型糖尿病的长效降糖药。目前国内外均很难查阅到氯磺丙脲固液相平衡及结晶工艺的相关数据。本文展开对氯磺丙脲的固液相平衡及结晶工艺的系统研究。首先采用激光动态法测定氯磺丙脲在14种有机纯溶剂（8种醇类溶剂:乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、正戊醇和异戊醇和6种酯类溶剂:乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯及丙酸甲酯）以及两种混合溶剂（乙醇+水、乙醇+乙酸戊酯）中的溶解度。文章还使用了 Apelblat模型、Van’t Hoff模型、Wilson模型和NRTL模型对氯磺丙脲在14种有机纯溶剂中的溶解度数据进行拟合且拟合效果良好。采用Apelblat模型和J-A模型拟合二元混合溶剂中溶解度,Apelblat模型拟合较好。根据Wilson模型的模型参数计算出氯磺丙脲的热力学性质即ΔmixG、ΔmixH和ΔmixS的值,氯磺丙脲在所选择的14种溶剂中的溶解过程是自发的。采用Materials studio软件中的相关模块模拟氯磺丙脲的热力学混合变量,指标化氯磺丙脲的粉末X-射线衍射数据并获得氯磺丙脲的晶胞结构,进而模拟出氯磺丙脲的晶体形貌。热力学混合变量模拟时先采用Focite模块对氯磺丙脲和五种溶剂分子模型进行优化,采用Blends模块模拟20℃时不同溶剂中以及不同温度下不同溶剂中热力学混合变量（结合能曲线、Chi参数、混合能和平均结合能）的变化,模拟结果与实验结果相一致。由实验测得的氯磺丙脲的粉末X-射线衍射数据,对其指标化确定氯磺丙脲的晶胞结构。使用X-cell指标化获得氯磺丙脲的空的晶胞并精修,搭建模型分子并优化,解析确定晶体结构并使用Rietveld选项精修,最终获得氯磺丙脲的晶胞结构。采用Morphlogy模块中的BFDH模型成功预测氯磺丙脲的晶体形貌。通过对比降温结晶和溶析结晶两种结晶方法选择适合的方法开展氯磺丙脲的结晶实验,考察初始浓度、结晶温度、搅拌速率、养晶时间、溶析剂的滴加速率以及溶剂和溶析剂的比例等结晶条件对氯磺丙脲结晶效果的影响,确定氯磺丙脲的较佳结晶工艺为:初始浓度为0.045g/ml、结晶温度为20℃、搅拌速率为150rpm、养晶时间为30min、溶析剂水的滴加速率为1ml/min、溶剂与溶析剂比例为1:2。
二、SBR方法推导空间群表示的解析表达（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、SBR方法推导空间群表示的解析表达（论文提纲范文）
（1）基于高通量计算与机器学习的材料设计方法与软件的开发与应用（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 材料领域高通量计算工具概述 |
| 1.1.1 大型材料结构及物性计算数据库 |
| 1.1.2 现有高通量计算软件包 |
| 1.2 用于材料学领域的机器学习算法概述 |
| 1.2.1 监督学习算法 |
| 1.2.2 无监督学习算法 |
| 1.3 论文选题目的及意义 |
| 1.4 论文的结构安排 |
| 第二章 计算材料学的理论背景和物性计算方法 |
| 2.1 密度泛函理论概述 |
| 2.1.1 密度泛函理论的发展历史 |
| 2.1.2 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.1.3 Kohn-Sham方程 |
| 2.1.4 交换关联泛函 |
| 2.2 材料的第一性原理物性计算 |
| 2.2.1 材料的第一性原理物性计算概述 |
| 2.2.2 本文中涉及到的材料第一性原理物性计算 |
| 2.2.2.1 表面原子的STM图像 |
| 2.2.2.2 表面能 |
| 2.2.2.3 原子填充因子 |
| 2.3 结构描述符 |
| 2.3.1 材料的结构表征方法概述 |
| 2.3.2 本论文中涉及到的材料结构表征方法 |
| 2.3.2.1 原子成键键取向序列(BOO) |
| 2.3.2.2 原子位置平滑重叠(SOAP) |
| 2.4 新材料的计算设计方法 |
| 2.4.1 基于高通量计算的计算设计方法 |
| 2.4.2 基于结构预测的计算设计方法 |
| 2.4.3 基于机器学习的计算设计方法 |
| 第三章 开发机器学习辅助的高通量计算材料设计工具 |
| 3.1 参与开发机器学习辅助的高通量计算材料设计软件JAMIP |
| 3.1.1 开发背景 |
| 3.1.2 开发工具 |
| 3.1.3 开发细节 |
| 3.1.3.1 晶体结构的文本文件格式转换 |
| 3.1.3.2 结构原型数据库 |
| 3.1.3.3 百千级高通量计算任务测试 |
| 3.1.4 本节小结 |
| 3.2 基于无监督学习及高通量计算开发晶体结构原型生成软件SPGI及数据库LAE-ICSPD |
| 3.2.1 开发背景 |
| 3.2.2 开发工具 |
| 3.2.3 开发细节 |
| 3.2.3.1 创建LAE-ICSPD的流程概述 |
| 3.2.3.2 初始结构的筛选及预处理 |
| 3.2.3.3 结构局域原子环境的表征 |
| 3.2.3.4 聚类分析 |
| 3.2.3.5 无机晶体结构原型数据库LAE-ICSPD的创建 |
| 3.2.3.6 结构原型生成软件SPGI |
| 3.2.3.7 基于密度泛函理论的高通量计算 |
| 3.2.4 本节小结 |
| 3.3 结合机器学习与高通量计算的逆向晶体结构预测策略 |
| 3.3.1 逆向晶体结构预测的研究现状 |
| 3.3.2 可逆结构表征方法“二维切片格点图” |
| 3.3.3 结合监督学习与无监督学习的逆向晶体结构预测策略 |
| 3.3.4 本节小结 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 自主研发的高通量计算方法与软件在设计半导体光电材料中的应用 |
| 4.1 高通量计算材料设计方法用于设计半导体光电材料的研究现状 |
| 4.2 JAMIP在研究半导体光电材料的结构及性质中的应用 |
| 4.2.1 JAMIP在研究钙钛矿材料CsPbBr_3表面中的应用 |
| 4.2.1.1 CsPbBr_3钙钛矿薄膜样本的实验合成方法及STM观测结果 |
| 4.2.1.2 高通量计算模拟表面原子STM图像的方法及结果 |
| 4.2.2 用JAMIP做高通量计算研究钙钛矿(5-AVA)_xMA_(1-x)PbI_3的稳定性.. |
| 4.2.2.1 (5-AVA)_xMA_(1-x)PbI_3钙钛矿的实验合成方法及稳定性测试 |
| 4.2.2.2 高通量计算辅助研究(5-AVA)_xMA_(1-x)PbI_3钙钛矿的稳定性 |
| 4.2.3 高通量计算二维层状硒化铟材料的电子性质 |
| 4.2.3.1 二维层状硒化铟材料的带隙值随层数的变化规律 |
| 4.2.3.2 二维层状硒化铟材料的电子迁移率随层数的变化规律 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间公开发表的学术论文 |
| 致谢 |
（2）隧道二极管共振装置在超导和强关联领域的应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 时间反演对称性破缺的超导材料 |
| 1.2.1 UPt_3 |
| 1.2.2 Sr_2RuO_4 |
| 1.2.3 LaNiC_2和LaNiGa_2 |
| 1.2.4 Re基化合物家族 |
| 1.2.5 小结 |
| 1.3 重费米子材料中的量子振荡 |
| 1.3.1 量子临界简介 |
| 1.3.2 CePd_2Si_2 |
| 1.3.3 CeRh_2Si_2 |
| 1.3.4 CeRhIn_5 |
| 1.3.5 小结 |
| 1.4 本文的组织结构和创新点 |
| 1.4.1 本文的组织结构 |
| 1.4.2 本文的创新点 |
| 第二章 低温下无线电波波段的共振测量 |
| 2.1 样品对无线电波的响应 |
| 2.1.1 平面电磁波在线性介质中的传播 |
| 2.1.2 介质为导体 |
| 2.1.3 介质为超导体 |
| 2.1.4 等效磁化强度 |
| 2.1.5 具有特定几何形状的有限大尺寸样品 |
| 2.2 样品磁化率的探测 |
| 2.2.1 机械悬臂法 |
| 2.2.2 直流/交流磁化率 |
| 2.2.3 共振和感应法的结合 |
| 2.2.4 共振法的优势 |
| 2.3 共振法稳定振荡的获得与探测 |
| 2.3.1 隧道二极管 |
| 2.3.2 隧道二极管电路的振荡来源 |
| 2.3.3 振荡信号的混合与探测 |
| 2.3.4 接近传感器电路 |
| 2.3.5 振荡信号的处理与记录 |
| 2.4 低温环境的获得与实验装置的设计 |
| 2.4.1 低温环境的获得 |
| 2.4.2 制冷机上的实验装置 |
| 第三章 超流密度与量子振荡的半经典理论 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 超导体超流密度的半经典理论 |
| 3.2.1 弛豫时间近似下的的超流密度 |
| 3.2.2 几类典型能隙下伦敦穿透深度的温度依赖关系 |
| 3.3 量子振荡的半经典理论 |
| 3.3.1 Lifshitz-Kosevich公式 |
| 3.3.2 量子振荡的几类典型削弱因子 |
| 第四章 铁磁量子临界材料CeRh_6Ge_4的量子振荡测量 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品制备与标定 |
| 4.3 常压转角量子振荡测量与初步分析 |
| 4.4 CeRh_6Ge_4能带计算与实验结果的对比 |
| 4.5 特定角度量子振荡的温度与磁场依赖关系 |
| 4.6 c轴方向CeRh_6Ge_4的加压量子振荡的测量 |
| 4.7 讨论 |
| 4.8 小结 |
| 第五章 基于隧道二极管共振法的CeRhIn_5压强-磁场相图探索 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品制备与表征 |
| 5.3 加压隧道二极管共振测量 |
| 5.4 加压量子振荡的分析 |
| 5.5 讨论与改进 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 时间反演对称性破缺超导体Lu_(5-x)Rh_6Sn_(18+x)的序参量研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 样品的制备与表征 |
| 6.3 超导下临界场的测量与相关参量的计算 |
| 6.4 超导态磁场穿透深度的测量 |
| 6.5 超流密度 |
| 6.6 能带计算 |
| 6.7 讨论与拓展 |
| 6.8 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表文章 |
（3）霍乱弧菌调控蛋白VqmA的分子机制及小分子设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 霍乱弧菌简介 |
| 1.1.1 霍乱的危害 |
| 1.1.2 霍乱弧菌的致病机制 |
| 1.2 群体感应系统 |
| 1.2.1 常见革兰氏阴性菌的群体感应 |
| 1.2.2 霍乱弧菌的群体感应 |
| 1.3 群体感应抑制剂研究概况 |
| 1.3.1 细菌生物膜的形成过程和对耐药性的影响 |
| 1.3.2 通过QS进行抑菌的不同策略 |
| 1.3.3 利用QS设计抑菌剂的研究进展 |
| 1.4 LuxR家族蛋白的研究进展 |
| 1.5 霍乱弧菌VqmA蛋白的研究背景 |
| 1.6 研究意义和内容 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验仪器设备 |
| 2.2 主要试剂来源及其配制 |
| 2.2.1 试剂和耗材来源 |
| 2.2.2 常用试剂配方和配置 |
| 2.3 载体和实验菌株 |
| 2.4 实验方法 |
| 2.4.1 重组蛋白的诱导和表达 |
| 2.4.2 重组蛋白的纯化 |
| 2.4.3 凝胶过滤层析实验 |
| 2.4.4 晶体生长及优化 |
| 2.4.5 晶体的防冻剂选择和捕捞 |
| 2.4.6 衍射数据收集和结构解析 |
| 2.4.7 等温滴定微量热实验 |
| 2.4.8 圆二色谱测定蛋白热稳定性实验 |
| 2.4.9 电泳迁移率分析(EMSA)实验 |
| 2.4.10 定位二硫键的质谱分析实验 |
| 2.4.11 非还原的SDS-PAGE实验 |
| 2.4.12 体积排阻色谱法耦合的多角度静态光散射(SEC-MALS)实验 |
| 第3章 霍乱弧菌VqmA蛋白的分子机制研究 |
| 3.1 VqmA的生信分析和质粒构建 |
| 3.2 VqmA蛋白的表达和纯化结果 |
| 3.3 VqmA复合物的晶体学研究 |
| 3.3.1 VqmA-DPO-DNA三元复合物的制备与晶体生长及优化 |
| 3.3.2 VqmA-DPO-DNA三元复合物的结构解析 |
| 3.3.3 VqmA-DPO二元复合物的晶体生长与结构解析 |
| 3.4 VqmA蛋白复合物的结构分析 |
| 3.4.1 VqmA-DPO-DNA三元复合物的整体结构 |
| 3.4.2 VqmA-DPO二元复合物的整体结构 |
| 3.4.3 VqmA的 DBD结构域的大幅度构象偏转 |
| 3.5 分子间二硫键的证实和功能研究 |
| 3.5.1 基于序列比对验证Cys134 残基的保守性 |
| 3.5.2 基于质谱验证分子间二硫键的存在 |
| 3.5.3 基于非还原SDS-PAGE验证分子间二硫键的存在 |
| 3.5.4 Cys134 分子间二硫键的功能探究 |
| 3.6 DPO的结合模式和生化功能分析 |
| 3.6.1 参与结合DPO信号分子的关键残基 |
| 3.6.2 关键残基的突变和结合DPO能力测定 |
| 3.6.3 DPO的生化功能分析 |
| 3.6.4 DPO结合位点的同源结构比对分析 |
| 3.7 VqmA特异性识别双链DNA的机制研究 |
| 3.7.1 VqmA结合双链DNA的结合模式 |
| 3.7.2 参与结合双链DNA的关键残基 |
| 3.7.3 与同家族蛋白的DNA复合物的结构比对 |
| 3.8 小结 |
| 第4章 靶向VqmA的小分子化合物设计研究 |
| 4.1 化合物改造的基本原则 |
| 4.2 DPO的理化性质分析 |
| 4.3 DPO分子的改造策略 |
| 4.4 DPO化合物衍生物的设计和结合能力测定 |
| 4.4.1 确定DPO化合物衍生物的基本骨架 |
| 4.4.2 DPO的C3 位的化合物衍生物设计 |
| 4.4.3 DPO的C5 位的化合物衍生物设计 |
| 4.4.4 DPO的C3 和C5 位的化合物衍生物组合设计 |
| 4.4.5 DPO的衍生物设计结果的综合分析 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 结论和展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）拓扑输运和拓扑态调控的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 理论计算方法简介 |
| 1.1 第一性原理计算的理论基础 |
| 1.1.1 从氢原子体系到多体问题 |
| 1.1.2 Born-Oppenheimer近似 |
| 1.1.3 Hartree-Fock方程与Slater行列式 |
| 1.1.4 密度泛函理论 |
| 1.1.5 平面波基组 |
| 1.2 紧束缚模型方法 |
| 1.2.1 紧束缚近似与原子轨道线性组合法 |
| 1.2.2 紧束缚模型的应用 |
| 1.2.3 Wannier函数 |
| 1.3 表面格林函数方法 |
| 1.4 计算软件介绍 |
| 第2章 拓扑态概述 |
| 2.1 绝缘体体系 |
| 2.1.1 拓扑端点态 |
| 2.1.2 整数量子霍尔效应 |
| 2.1.3 量子自旋霍尔效应 |
| 2.1.4 三维拓扑绝缘体 |
| 2.1.5 量子反常霍尔效应的实现 |
| 2.1.6 高阶拓扑绝缘体 |
| 2.2 半金属体系 |
| 2.2.1 Dirac费米子 |
| 2.2.2 Weyl费米子 |
| 2.2.3 拓扑半金属的输运特征 |
| 2.2.4 拓扑半金属体系的拓展 |
| 第3章 光场中折叠石墨烯的拓扑态 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.1.1 石墨烯与拓扑态 |
| 3.1.2 偏振光诱导拓扑态 |
| 3.1.3 拓扑界面的分类 |
| 3.2 理论与计算方法 |
| 3.2.1 弯曲石墨烯的紧束缚模型 |
| 3.2.2 Floquet理论 |
| 3.3 光场中的折叠石墨烯 |
| 3.3.1 第二类拓扑界面的产生机理 |
| 3.3.2 折叠石墨烯的结构 |
| 3.3.3 拓扑界面态 |
| 3.4 光场中的碳纳米管 |
| 3.4.1 理想的单层碳纳米管 |
| 3.4.2 塌陷碳纳米管 |
| 3.5 光场中的周期性折叠结构 |
| 3.5.1 周期性折叠石墨烯 |
| 3.5.2 周期性褶皱石墨烯 |
| 3.5.3 光场频率的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 Te单质中的拓扑输运 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.1.1 自旋轨道耦合与拓扑材料 |
| 4.1.2 Weyl半导体 |
| 4.1.3 对数量子振荡 |
| 4.2 Te单质性质的概述 |
| 4.2.1 Te单质的晶体结构 |
| 4.2.2 Te单质的能带结构 |
| 4.3 含有空位的Te单质体系 |
| 4.3.1 载流子浓度 |
| 4.3.2 缺陷体系的结构 |
| 4.3.3 缺陷形成的电荷中心 |
| 4.4 Te单质中的Weyl点 |
| 4.4.1 能带中Weyl点的手性 |
| 4.4.2 Weyl点与对称性的关系 |
| 4.4.3 手性反常和Berry曲率 |
| 4.4.4 对数量子振荡的分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 单层FeSe中的高阶拓扑绝缘体态 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.1.1 单层反铁磁拓扑绝缘体FeSe |
| 5.1.2 分数质量扭转 |
| 5.2 单层FeSe的性质 |
| 5.2.1 单层FeSe的原子结构 |
| 5.2.2 单层FeSe的能带结构 |
| 5.2.3 单层FeSe中的二阶拓扑绝缘体态 |
| 5.3 模型哈密顿量方法 |
| 5.3.1 单层FeSe的有效哈密顿量 |
| 5.3.2 单层FeSe的拓扑边界态 |
| 5.3.3 边界态基组 |
| 5.4 第一性原理计算 |
| 5.4.1 计算方法 |
| 5.4.2 单层FeSe的边界态 |
| 5.4.3 单层FeSe团簇中的拓扑端点态 |
| 5.4.4 磁矩变化的影响 |
| 5.5 (LiFe)OHFeSe中的拓扑棱态 |
| 5.5.1 二阶弱拓扑绝缘体 |
| 5.5.2 计算方法和结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（5）Dirac材料体系Edelstein效应的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 主要结论 |
| 1.3 结构安排 |
| 2 Dirac材料体系简介 |
| 2.1 Dirac方程和Weyl费米子 |
| 2.2 拓扑材料 |
| 2.2.1 Berry相和Berry曲率 |
| 2.2.2 拓扑绝缘体 |
| 2.2.3 拓扑半金属 |
| 3 线性响应理论简介 |
| 3.1 Kubo公式 |
| 3.2 格林函数法 |
| 3.2.1 理论背景 |
| 3.2.2 费曼图方法 |
| 3.3 从松原格林函数到广义Kubo公式 |
| 3.3.1 有限温格林函数和松原格林函数 |
| 3.3.2 推迟 / 超前格林函数 |
| 3.3.3 直流极限下的广义Kubo公式 |
| 3.3.4 顶点修正 |
| 4 Edelstein效应 |
| 4.1 自旋轨道耦合模型 |
| 4.1.1 Rashba自旋轨道耦合 |
| 4.1.2 自旋轨道耦合下的Zeeman分裂 |
| 4.1.3 Dirac拓扑体系的自旋轨道耦合 |
| 4.2 Rashba-Edelstein效应 |
| 4.2.1 传统Edelstein效应的物理机制 |
| 4.3 Edelstein效应的学术进展 |
| 5 一种新类型的Edelstein效应 |
| 5.1 1T′-WTe2单层体系低能k · p有效模型 |
| 5.2 理论分析和讨论 |
| 5.3 解析过程 |
| 5.3.1 裸的Bubble图近似 |
| 5.3.2 梯子图顶点修正 |
| 5.4 数值过程 |
| 5.5 实验预期和小结 |
| 6 总结 |
| 6.1 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.1 自旋算符 |
| A.2 格林函数乘积 |
| A.3 自旋极化公式 |
| A.4 顶点修正方程的求解 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（6）基于自适应基因算法的多元体系结构及性能的计算研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 材料的结构 |
| 1.3 晶体结构预测 |
| 1.3.1 结构的能量 |
| 1.3.2 密度泛函理论 |
| 1.3.3 经验势 |
| 1.3.4 基因算法 |
| 1.4 材料的性质 |
| 1.4.1 自旋涨落诱导的超导性 |
| 1.4.2 钠离子电池电极材料性能 |
| 1.4.3 硬磁材料的磁性 |
| 第2章 计算方法和算法介绍 |
| 2.1 晶体结构预测的自适应基因算法 |
| 2.1.1 基因算法 |
| 2.1.2 举例讨论 |
| 2.2 固定对称性的基因算法 |
| 2.2.1 方法 |
| 2.3 结构分析方法 |
| 2.3.1 原子团簇校正方法 |
| 2.3.2 指纹函数方法 |
| 2.4 机器学习方法 |
| 2.4.1 Pymatgen |
| 2.4.2 CGCNN |
| 2.5 判断结构稳定性的几种方法 |
| 2.5.1 形成能 |
| 2.5.2 声子谱 |
| 2.5.3 分子动力学和吉布斯自由能 |
| 第3章 基于基因算法的三元Li-Ni-B晶体结构搜索 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.3 实验部分 |
| 3.3.1 合成 |
| 3.3.2 粉末X射线衍射 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 稳定相的AGA搜索 |
| 3.4.2 声子、电子结构和电化学性能 |
| 3.4.3 建立Li-Ni-B三元体系凸包相图 |
| 3.4.4 实验结果 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 高响应性材料的理论预测：FeNiB_2系统中的自旋涨落和超导性 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 稳定相FeNiB_2的结构预测 |
| 4.3.2 FeNiB_2基态磁性 |
| 4.3.3 零点自旋涨落对FeNiB_2基态磁稳定性的影响 |
| 4.3.4 零点自旋涨落对FeNiB_2超导性的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 用锂替换法稳定NaFePO_4的晶体结构 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 NaFePO_4的低能量窗口 |
| 5.3.2 NaFePO_4的三种FeO_6型结构 |
| 5.3.3 Li_xNa_((1-x))FePO_4 (x = 0.125、0.25、0.375、0.5、0.625、0.75和0.875) |
| 5.4 小结 |
| 第6章 通过数据库开发寻找无稀土磁性材料 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 数据生成方法 |
| 6.2.1 磁性材料的收集和产生 |
| 6.2.2 第一性原理性质计算 |
| 6.2.3 磁团簇 |
| 6.3 数据库概述 |
| 6.3.1 数据结构 |
| 6.3.2 数据库统计 |
| 6.3.3 数据可用性 |
| 6.4 数据集的描述 |
| 6.4.1 晶体学 |
| 6.4.2 热力学性质 |
| 6.4.3 宏观磁性 |
| 6.4.4 位点磁性 |
| 6.4.5 团簇数据 |
| 6.4.6 计算细节和参考资料 |
| 6.5 数据库的独特性 |
| 6.5.1 科学友好型数据 |
| 6.5.2 AGA搜索的有前途的新颖结构 |
| 6.6 实验发现指南 |
| 6.6.1 筛选方法及应用 |
| 6.6.2 AGA辅助晶体结构确定 |
| 6.6.3 具有较好磁各向异性的新型磁体 |
| 6.6.4 应用于数据存储的新型磁铁 |
| 6.7 展望与小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 补充材料 |
| A.1 图 |
| A.2 表 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（7）锇氧化物的声子模式与磁性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金属绝缘体转变 |
| 1.2 烧绿石结构锇氧化物研究 |
| 1.3 NaOsO_3研究背景 |
| 1.4 结构预测的发展现状 |
| 1.5 压强对材料的影响 |
| 1.6 应用前景 |
| 第二章 计算方法 |
| 2.1 薛定谔方程 |
| 2.2 kohn-sham方程 |
| 2.3 交换关联泛函 |
| 2.3.1 局域密度近似(LDA) |
| 2.3.2 广义梯度近似(GGA) |
| 2.4 全势能线性缀加平面波(FAPW) |
| 2.5 Phonopy |
| 2.6 WIEN2k |
| 2.7 XCrySDen |
| 2.8 结构搜索 |
| 第三章 锇氧化物的声子模式与磁性研究 |
| 3.1 研究方法 |
| 3.2 研究结果 |
| 3.2.1 电子计算 |
| 3.2.2 声子计算 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 高压下对NaOsO_3的研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 空间群结构 |
| 4.3 布里渊区和高对称点 |
| 4.4 研究结果 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 总结 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
| 致谢 |
（8）非平衡动力学：从二维材料自旋动力学到超导体的电磁响应（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 引子 |
| 第一章 二维材料过渡金属硫属化物介绍 |
| 1.1 单层过渡金属硫属化物介绍 |
| 1.1.1 哈密顿量 |
| 1.1.2 谷动力学 |
| 1.2 双层过渡金属硫属化物 |
| 1.2.1 哈密顿量 |
| 1.2.2 自旋-层锁定效应 |
| 1.2.3 双层异质结 |
| 1.3 单双层过渡金属硫属化物中的自旋电子学 |
| 1.3.1 自旋极化的产生和探测 |
| 1.3.2 自旋极化的弛豫及稳态扩散 |
| 第二章 双层过渡金属硫属化物中的自旋动力学 |
| 2.1 动力学自旋Bloch方程 |
| 2.2 双层Rashba自旋轨道耦合 |
| 2.3 双层过渡金属硫属化物中空穴的自旋弛豫 |
| 2.3.1 Zeeman场对自旋弛豫的影响 |
| 2.3.2 模型 |
| 2.3.3 数值结果:自旋弛豫 |
| 2.3.4 数值结果:谷极化的产生 |
| 2.3.5 小结 |
| 2.4 双层过渡金属硫属化物中空穴的自旋扩散 |
| 2.4.1 修正的漂移-扩散模型 |
| 2.4.2 模型 |
| 2.4.3 解析结果:Zeeman场存在下自旋轨道耦合体系中的自旋扩散 |
| 2.4.4 数值结果:自旋扩散 |
| 2.4.5 解析/数值结果:稳态谷极化的产生 |
| 2.4.6 小结 |
| 第三章 超导电性对称性分类介绍 |
| 3.1 平移对称超导体中Cooper对的分类 |
| 3.2 Gorkov方程 |
| 3.3 非常规超导电性 |
| 3.3.1 与铁磁体近邻耦合的常规超导体 |
| 3.3.2 非中心反演对称的非常规超导体 |
| 3.3.3 具有自旋轨道耦合的常规s-波超导体 |
| 3.3.4 争议的非常规超导体Sr_2RuO_4 |
| 3.3.5 可能具有p-波吸引势的重费米超导材料 |
| 3.4 平移对称破缺的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchimnikov态 |
| 3.4.1 各向同性体系 |
| 3.4.2 各向异性体系 |
| 第四章 与平移对称破缺s-波超导体近邻耦合的InSb(110)量子阱中的超导电性 |
| 4.1 平移对称破缺超导体中非常规Cooper对的实现 |
| 4.2 与超导体近邻耦合的量子阱 |
| 4.2.1 隧穿近邻效应的理论模型 |
| 4.2.2 实验进展 |
| 4.2.3 诱导出单个质心动量q的可能方法 |
| 4.3 模型和哈密顿量 |
| 4.4 解析分析 |
| 4.4.1 库仑重整的特性 |
| 4.4.2 平移对称破缺超导态InSb(110)量子阱 |
| 4.5 数值结果 |
| 4.5.1 偶频单态 |
| 4.5.2 奇频单态 |
| 4.5.3 偶频三态 |
| 4.5.4 奇频三态 |
| 4.5.5 四种序参量的分离 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 自旋轨道耦合s-波超导体中的Fulde-Ferrell态 |
| 5.1 Cooper对自旋极化 |
| 5.1.1 Cooper对自旋极化的可能实现 |
| 5.1.2 磁电Andreev效应 |
| 5.2 理论模型 |
| 5.2.1 哈密顿量和能隙方程 |
| 5.2.2 基态能 |
| 5.3 数值结果 |
| 5.3.1 确定的Cooper对质心动量方向 |
| 5.3.2 相图 |
| 5.3.3 三态Cooper对和其自旋极化 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 超导体中集体激发及超导电性对电磁场响应的研究进展 |
| 6.1 超导体中的规范变换和电荷守恒 |
| 6.2 超导体中的集体激发 |
| 6.2.1 Namnbu-Goldstone模 |
| 6.2.2 Anderson-Higgs机制 |
| 6.2.3 Leggett模 |
| 6.2.4 T_c附近的Nambu-Goldstone模: Carlson-Goldman模 |
| 6.2.5 Higgs模 |
| 6.2.6 Bardasis-Schrieffer模 |
| 6.3 超导体中杂质效应对平衡态的影响: Anderson定理 |
| 6.4 超导体对电磁场响应的实验进展 |
| 6.4.1 静磁响应: Meissner效应 |
| 6.4.2 低频段的光电导: 二流体模型 |
| 6.4.3 THz频段的线性光学响应: 反常和正常趋肤区 |
| 6.4.4 THz频段的非线性光学响应: Higgs模的激发 |
| 6.4.5 THz频段的非线性光学响应: 信号相位的π跃变 |
| 6.4.6 THz频段的非线性光学响应: Leggett模的激发 |
| 6.5 超导体对电磁场响应的理论进展 |
| 6.5.1 Mattis-Bardeen理论 |
| 6.5.2 Liouville和Bloch方程 |
| 6.5.3 半经典的Boltzrmann方程 |
| 6.5.4 Gorkov方程 |
| 6.5.5 Eilenberger方程 |
| 6.5.6 Usadel方程 |
| 6.5.7 规范不变光学Bloch方程 |
| 第七章 规范不变光学Bloch方程: 手征p-波超导体中的反常霍尔效应 |
| 7.1 文献中的理论进展 |
| 7.1.1 Kubo费曼图方法 |
| 7.1.2 半经典的准粒子Boltzmann方程 |
| 7.2 模型 |
| 7.2.1 哈密顿量 |
| 7.2.2 规范不变光学Bloch方程 |
| 7.2.3 散射项及散射T-矩阵 |
| 7.3 解析分析 |
| 7.3.1 内禀反常霍尔电导 |
| 7.3.2 Berry曲率 |
| 7.3.3 杂质散射导致的外禀反常霍尔电导 |
| 7.4 数值结果 |
| 7.4.1 强杂质相互作用 |
| 7.4.2 弱杂质相互作用 |
| 7.4.3 反常霍尔电导的杂质强度依赖 |
| 7.4.4 横向锥形磁矩引入的内禀通道 |
| 7.5 小结 |
| 第八章 规范不变动力学方程:超导体中的三流体模型 |
| 8.1 规范不变动力学方程 |
| 8.1.1 规范不变动力学方程的建立 |
| 8.1.2 电荷守恒 |
| 8.1.3 散射项推导 |
| 8.2 三流体模型: 物理图像 |
| 8.3 解析结果: 静磁响应 |
| 8.3.1 响应电流 |
| 8.3.2 序参量性质 |
| 8.3.3 同时具有非零电阻和非零超导能隙的相 |
| 8.4 解析结果: 光学响应 |
| 8.4.1 光电导 |
| 8.5 小结 |
| 第九章 规范不变动力学方程: 集体激发的光学响应 |
| 9.1 模型 |
| 9.1.1 规范不变动力学方程 |
| 9.1.2 解析求解: 响应理论 |
| 9.2 解析结果: 线性响应 |
| 9.2.1 Nambu-Goldstone模 |
| 9.2.2 Hartree场的影响: Anderson-Higgs机制 |
| 9.2.3 Higgs模 |
| 9.3 解析结果: 二阶响应 |
| 9.3.1 Nambu-Goldstone模 |
| 9.3.2 Higgs模 |
| 9.3.3 对相位涨落可能的探测方案 |
| 9.4 小结 |
| 第十章 规范不变动力学方程: 散射对超导体光学响应的影响 |
| 10.1 模型 |
| 10.1.1 简化的规范不变动力学方程 |
| 10.1.2 微观散射 |
| 10.1.3 光脉冲的两种极端情况 |
| 10.2 受迫振荡 |
| 10.2.1 线性响应: 光电导 |
| 10.2.2 二阶响应: Higgs模激发 |
| 10.3 自由衰减 |
| 10.3.1 Anderson赝自旋图景下的简化模型 |
| 10.3.2 Higgs模的衰减 |
| 10.4 小结 |
| 第十一章 规范不变动力学方程: d-波超导体中的Higgs模 |
| 11.1 赝能隙(pseudogap)相和预生成的Cooper对 |
| 11.2 铜基超导体中最近的实验进展 |
| 11.2.1 旋转对称性的自发破缺现象 |
| 11.2.2 赝能隙相中来自未知电中性元激发的热霍尔效应 |
| 11.3 d-波超导体中Higgs模的理论进展 |
| 11.4 模型 |
| 11.4.1 哈密顿量 |
| 11.4.2 规范不变动力学方程方法 |
| 11.4.3 Higgs模的计算 |
| 11.5 解析结果 |
| 11.5.1 呼吸Higgs模 |
| 11.5.2 旋转Higgs模 |
| 11.6 小结 |
| 未济 |
| 第十二章 总结 |
| 附录A 双层过渡金属硫属化物中空穴自旋弛豫的一些补充说明 |
| A.1 公式(2.17)的解析推导 |
| A.2 空穴-声子散射矩阵元 |
| A.3 紧束缚模型下对空穴-声子相互作用的推导 |
| A.4 小自旋极化下的浓度依赖中的库仑峰 |
| A.5 大自旋极化下的温度依赖 |
| A.6 谷极化的推导 |
| 附录B 双层过渡金属硫属化物中空穴自旋扩散的一些补充说明 |
| B.1 自旋扩散的解析分析 |
| B.2 谷极化的解析分析 |
| 附录C 与平移对称破缺s-波超导体近邻耦合的InSb(110)量子阱中的超导电性的一些补充材料 |
| C.1 公式(4.11)的解析推导 |
| C.2 公式(4.27)和(4.28)的推导 |
| C.3 公式(4.29)-(4.32)的推导 |
| C.4 序参量的动量依赖 |
| C.5 四种序参量的浓度依赖 |
| C.5.1 偶频单态序参量库仑重整部分的浓度依赖 |
| C.5.2 奇频单态序参量的浓度依赖 |
| C.5.3 偶频三态序参量的浓度依赖 |
| C.5.4 奇频三态序参量的浓度依赖 |
| 附录D 自旋轨道耦合s-波超导体中的Fulde-Ferrell态的一些补充说明 |
| D.1 自旋轨道耦合依赖 |
| 附录E 动力学方程散射项的推导 |
| E.1 超导态动力学方程散射项的推导 |
| 附录F 手征p-波超导体中的反常霍尔效应的一些补充材料 |
| F.1 规范不变光学Bloch方程 |
| F.2 纵向光电流 |
| F.3 公式(7.48)的解析推导 |
| 附录G 超导体中的三流体模型的一些补充材料 |
| G.1 公式(8.40)的推导 |
| G.2 公式(8.44)的推导 |
| G.3 公式(8.73)的推导 |
| G.4 序参量涨落 |
| 附录H 集体激发的光学响应的一些补充材料 |
| H.1 公式(9.22)和(9.34)的推导 |
| H.2 公式(9.28)的推导 |
| H.3 公式(9.40)和(9.44)以及n~(2ω)的推导 |
| H.4 公式(9.48)的推导 |
| 附录Ⅰ 散射对超导体光学响应的影响的一些补充材料 |
| I.1 公式(10.14)的推导 |
| I.2 光电导解析式(10.20)和(10.21)的推导 |
| I.3 公式(10.25)的推导 |
| I.4 方程(10.33)-(10.35)的解 |
| I.5 公式(10.40)的推导 |
| I.6 相位模的响应 |
| 附录J d-波超导体中的Higgs模的一些补充材料 |
| J.1 d-波超导态的规范不变和电荷守恒 |
| J.2 散射项 |
| J.3 规范不变动力学方程的解 |
| J.3.1 线性响应 |
| J.3.2 二阶响应 |
| J.4 旋转对称性 |
| J.5 霍尔热流 |
| 参考文献 |
| 博士期间发表的论文及会议报告 |
| 致谢 |
（9）负热膨胀Ti-Ni合金中纳米尺度马氏体的孪晶变体识别与母相重构及相变行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 Ti–Ni形状记忆合金中的马氏体相变 |
| 1.2.1 Ti–Ni合金基体相组成 |
| 1.2.2 Ti–Ni合金马氏体相变路径 |
| 1.2.3 Ni含量对马氏体相变的影响 |
| 1.2.4 马氏体相变应变计算 |
| 1.3 Ti–Ni合金中的马氏体变体及孪晶 |
| 1.3.1 马氏体变体与母相的取向关系 |
| 1.3.2 马氏体变体自适应 |
| 1.3.3 马氏体变体之间的孪晶关系 |
| 1.3.4 马氏体变体微观结构及取向关系表征 |
| 1.3.5 马氏体变体的母相晶体学重构 |
| 1.4 材料的热膨胀 |
| 1.4.1 热膨胀现象的本质 |
| 1.4.2 热膨胀系数 |
| 1.5 材料的低热膨胀和负热膨胀 |
| 1.5.1 低热膨胀和负热膨胀材料的发展历程 |
| 1.5.2 形状记忆合金的负热膨胀行为 |
| 1.5.3 材料负热膨胀机理 |
| 1.6 本研究的主要内容和目的 |
| 第二章 实验材料和方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 熔炼与吸铸 |
| 2.2.2 马氏体相变行为表征 |
| 2.2.3 热膨胀性能测试 |
| 2.2.4 物相分析 |
| 2.2.5 显微硬度测试 |
| 2.2.6 显微组织表征 |
| 2.3 实验设备 |
| 第三章 Ti–Ni合金B19′马氏体变体的微观表征 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 Ti–Ni合金B19′马氏体的微观形貌 |
| 3.3 电子背散射衍射技术表征B19′马氏体 |
| 3.4 扫描电镜中的偏轴透射菊池衍射技术表征B19′马氏体 |
| 3.4.1 马氏体变体宽度与扫描步长 |
| 3.4.2 样品厚度 |
| 3.4.3 加速电压 |
| 3.4.4 空间分辨率 |
| 3.4.5 其它影响因素 |
| 3.4.6 Ti–Ni合金B19′马氏体变体的取向映射 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Ti–Ni合金马氏体变体识别与孪晶关系确定 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验方案 |
| 4.3 马氏体变体 |
| 4.4 B19′马氏体变体识别 |
| 4.4.1 扫描电镜中的偏轴透射菊池衍射 |
| 4.4.2 变体之间的旋转轴/角对 |
| 4.4.3 旋转轴/角对匹配 |
| 4.4.4 变体相关性检查 |
| 4.4.5 变体识别的可靠性 |
| 4.4.6 变体识别的有效性 |
| 4.5 B19′马氏体变体孪晶关系确定 |
| 4.5.1 取向差轴/角对计算 |
| 4.5.2 转换矩阵 |
| 4.5.3 Mallard法则 |
| 4.5.4 II型孪晶关系确定 |
| 4.5.5 复合孪晶关系确定 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 Ti?Ni合金B19′马氏体的母相取向重构 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验方案 |
| 5.3 最小取向差统计分析 |
| 5.4 母相与马氏体相的取向关系 |
| 5.5 奥氏体母相的取向重构 |
| 5.6 母相取向重构的有效性 |
| 5.6.1 残余奥氏体验证法 |
| 5.6.2 原位生成奥氏体验证法 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 Ti?Ni合金负热膨胀行为与马氏体相变 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 实验方案 |
| 6.3 显微组织 |
| 6.3.1 择优生长的显微组织 |
| 6.3.2 无择优生长的显微组织 |
| 6.3.3 温度梯度对显微组织的影响 |
| 6.4 负热膨胀和相变行为的特征参数分析 |
| 6.4.1 择优生长Ti?Ni合金的负热膨胀和相变行为 |
| 6.4.2 无择优生长Ti?Ni合金的负热膨胀和相变行为 |
| 6.4.3 显微组织对负热膨胀行为的影响机理 |
| 6.5 热循环对负热膨胀和相变行为的影响 |
| 6.5.1 熔铸态Ti50Ni50合金的热循环行为 |
| 6.5.2 吸铸态Ti54Ni46合金的热循环行为 |
| 6.5.3 热循环对负热膨胀行为影响机理 |
| 6.6 本章小结 |
| 全文总结 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录1 理论旋转轴/角对及对应的马氏体变体对 |
| 附录2 向量坐标转换 |
| 附录3 晶向或晶面间夹角计算 |
| 博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附表 |
（10）氯磺丙脲结晶过程研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 氯磺丙脲简介 |
| 1.1.1 氯磺丙脲晶体结构和晶习 |
| 1.2 固液相平衡研究 |
| 1.2.1 溶解过程原理及影响因素 |
| 1.2.2 溶解度测定方法 |
| 1.3 晶体形貌模拟 |
| 1.3.1 晶体结构表征方法 |
| 1.3.2 晶体形貌的预测方法 |
| 1.4 结晶工艺 |
| 1.4.1 结晶原理 |
| 1.4.2 结晶方法 |
| 1.5 本文的研究意义和内容 |
| 1.5.1 研究的目的和意义 |
| 1.5.2 研究的内容 |
| 第二章 氯磺丙脲热力学性质的研究 |
| 2.1 理论基础 |
| 2.1.1 溶解度 |
| 2.1.2 溶解度拟合模型 |
| 2.1.3 溶解度模型评价标准 |
| 2.1.4 热力学函数 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 原料及仪器 |
| 2.2.2 实验步骤 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 原料药表征结果分析 |
| 2.3.2 氯磺丙脲在纯溶剂中的溶解度数据拟合及评价 |
| 2.3.3 氯磺丙脲在二元混合溶剂中的模型拟合及评价 |
| 2.3.4 氯磺丙脲在溶剂中的热力学性质 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 氯磺丙脲的晶体形貌及模拟预测 |
| 3.1 理论基础 |
| 3.1.1 Materials studio模块介绍 |
| 3.1.2 预测电场 |
| 3.1.3 预测理论电荷 |
| 3.2 分子模拟的内容 |
| 3.2.1 热力学混合变量模拟 |
| 3.2.2 氯磺丙脲晶体的制备 |
| 3.2.3 氯磺丙脲晶体结构模拟 |
| 3.3 模拟结果与讨论 |
| 3.3.1 热力学混合变量模拟结果与分析 |
| 3.3.2 晶体结构模拟 |
| 3.3.3 氯磺丙脲晶体形貌的预测 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 氯磺丙脲结晶工艺研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 实验步骤 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 结晶方法的选择 |
| 4.3.2 初始浓度的影响 |
| 4.3.3 结晶温度的影响 |
| 4.3.4 搅拌速率的影响 |
| 4.3.5 养晶时间的影响 |
| 4.3.6 溶析剂滴加速率的影响 |
| 4.3.7 溶析剂比例的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的论文 |
| 作者和导师简介 |
| 附件 |
四、SBR方法推导空间群表示的解析表达（论文参考文献）
- [1]基于高通量计算与机器学习的材料设计方法与软件的开发与应用[D]. 罗树林. 吉林大学, 2021(01)
- [2]隧道二极管共振装置在超导和强关联领域的应用[D]. 王安. 浙江大学, 2021(01)
- [3]霍乱弧菌调控蛋白VqmA的分子机制及小分子设计研究[D]. 吴海. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2021(01)
- [4]拓扑输运和拓扑态调控的理论研究[D]. 赵赣. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [5]Dirac材料体系Edelstein效应的理论研究[D]. 李家强. 上海师范大学, 2021
- [6]基于自适应基因算法的多元体系结构及性能的计算研究[D]. 王仁海. 中国科学技术大学, 2021(06)
- [7]锇氧化物的声子模式与磁性研究[D]. 提磊. 南京邮电大学, 2020(02)
- [8]非平衡动力学：从二维材料自旋动力学到超导体的电磁响应[D]. 杨飞. 中国科学技术大学, 2021(06)
- [9]负热膨胀Ti-Ni合金中纳米尺度马氏体的孪晶变体识别与母相重构及相变行为研究[D]. 赵仲勋. 华南理工大学, 2020(05)
- [10]氯磺丙脲结晶过程研究[D]. 刘慧敏. 北京化工大学, 2020(02)