微纳机械系统的自旋动力学研究

发布时间：2017-05-27 15:00

  本文关键词：微纳机械系统的自旋动力学研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科学与技术的发展，以形状尺寸微小、操作尺度极小为特征的微机械，成为人们从微观角度认识和改造客观世界的一种高新技术。近年来，微纳尺度的机械谐振器由于具有很多重要的特性和应用而成为了一个新的研究热点，其中最具有吸引力、最具有前景的是以谐振方式工作的微纳机电谐振器，，随着科技的不断发展，此类谐振器有望广泛应用于纳米探针的制作、化学传感器以及无线通信和全光无线通信系统中的关键器件的研制等各个不同领域。本文中，通过求解主方程，我们主要研究了单电子自旋与碳纳米管机械谐振器之间的耦合对系统动力学行为的影响，以及腔光机械系统的动力学冷却过程。研究内容与结论如下: 1、理论分析了单电子自旋与碳纳米管机械谐振器之间的耦合对系统动力学行为的影响。用主方程，通过半经典的方法具体研究了系统在有量子位-谐振器耦合和没有耦合时平均声子占有数随频率失谐的变化情况、在不同耦合强度时对比了系统在旋波近似和非旋波近似下平均声子占有数随频率失谐的变化情况。在有耦合的情况下，平均声子占有数在共振时，产生了一个分裂，而且在分裂峰值的附近出现了双稳态。通过对碳纳米管谐振器平均声子占有数的分析发现，旋波近似和非旋波近似在耦合强度较弱的情况下能够很好的吻合。当系统进入超强耦合时，旋波近似不再有效，此时非旋波项变得不可忽略。 2、通过主方程的方法，理论研究了腔光机械系统的动力学冷却过程，并利用协方差的方法计算了平均声子数。首先讨论了强耦合系统中不同的腔耗散率大小对平均声子数的影响，然后对比了弱耦合系统和强耦合系统中平均声子数随着耦合强度以及腔耗散率的变化而变化的情况。在强耦合系统中，在一定范围内，腔耗散率越大，平均声子数越小，也就是说，通过增大腔耗散率，我们能加速系统的冷却过程。对于强耦合系统，平均声子数随着耦合强度的增大而出现周期性的振荡，同时随着腔耗散率的增加而快速的减小，最后达到一个冷却极限。相反，在弱耦合系统中，平均声子数却随着腔耗散率的增大而快速的增大，最后达到平衡态。
【关键词】：微纳机械谐振器 腔光机械系统 动力学冷却 旋波近似和非旋波近似 主方程 弱耦合和强耦合
【学位授予单位】：吉首大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH113
【目录】：

• 目录4-6
• 图目录6-7
• 摘要7-8
• ABSTRACT8-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 微纳机电系统的简介10-15
• 1.1.1 微纳机电系统的研究背景10-12
• 1.1.2 微纳尺度的机电谐振器简介12-13
• 1.1.3 微/纳谐振器的典型结构13-15
• 1.2 旋波近似和非旋波近似15-16
• 1.3 电子自旋16-17
• 1.4 本文的内容安排17-19
• 第2章 微机械系统的动力学研究19-21
• 2.1 微机械动力学简介19
• 2.2 微机械动力学系统在国内外的发展以及研究现状19-21
• 第3章 腔光机械系统的研究21-24
• 3.1 腔光机械系统的研究背景21-22
• 3.2 腔光机械系统的应用22-24
• 第4章 强耦合作用下自旋与碳纳米管谐振器之间的动力学研究24-32
• 4.1 引言24-25
• 4.2 物理模型与理论计算25-28
• 4.3 数值计算结果与分析28-31
• 4.4 结论31-32
• 第5章 腔光机械谐振器的动力学耗散冷却32-40
• 5.1 引言32-33
• 5.2 物理模型与理论计算33-36
• 5.3 数值计算结果与分析36-39
• 5.4 结论39-40
• 第6章 结论与展望40-41
• 致谢41-42
• 参考文献42-49
• 作者在学习期间取得的学术成果49

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 ;21世纪机械动力学展望[J];精密制造与自动化;2001年01期

  本文关键词：微纳机械系统的自旋动力学研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：400279