薄壁量子化方法及应用
本文选题:薄壁量子化方法 + 几何势 ; 参考:《南京大学》2016年博士论文
【摘要】:薄壁量子化方法通过引入压缩势将粒子的运动约束在二维曲面。虽然薄壁量子化方法可能不能严格满足不确定关系,但是对约束在二维曲面上粒子的量子化,薄壁量子化方法却非常有效。薄壁量子化方法已取得较大发展,可是该方法的计算基本框架仍没有明确给出。当研究系统包含电磁场时,计算基本框架就显的尤为重要。遗憾的是基本框架在薄壁量子化方法的原文中没有给出。在第2章,我们清楚给出薄壁量子化方法的计算基本框架:(1)所研究系统的动力学方程初始定义在三维空间;(2)通过引入一新波函数,该波函数能够解析地分离为法向部分和面部分,基于定义在三维空间的度规张量Gij,对初始动力学方程中所有微分算符进行展开运算;(3)借助求极限q3→0,将原动力学方程解析地分离为法向动力学方程和面动力学方程。为了方便读者,在本章开始我们简要地回顾了本论文中用到的相关数学公式和概念。基于计算基本框架,我们重新回顾了约束在曲面上单粒子和多粒子的量子化结果。在第3章,在有电磁场情况下,我们重新考虑了约束在二维曲面上的带电荷粒子。根据薄壁量子化方法的计算基本框架,我们实现了电磁场与曲面曲率的解耦,解析地分离了法向动力学方程和等效面动力学方程。为了考虑曲面厚度的影响,我们对薄壁量子化方法进行扩展,将与等效面动力学方程有共源项的q3(为垂直于曲面的法向变量)一次幂项重新放回等效面动力学方程,从而得到被曲面厚度修改的几何势和动能项。借助扩展薄壁量子化方法,我们对圆环面上粒子的量子化进行讨论,得到厚度修改的几何势和动能项。在第4章,我们考虑电磁场中约束在二维曲面上带电荷有自旋粒子,并对其进行量子化,推导得等效面泡利方程。在经过旋转后的自旋算符表象中,通过薄壁量子化方法将粒子约束在二维曲面,我们求得几何势和旋转相因子e-iφ,曲线坐标微商算符作用于该相因子将产生自旋联络几何势。同时,如果研究系统不含有法向电流源,我们发现两基本判据依然正确。其一,电磁场与曲面曲率间无耦合,不依赖于曲面形状、电磁场表达形式和规范条件选取;其二,通过选取合适的规范条件,动力学方程能够解析地分离为法向动力学方程和等效面动力学方程。最后,我们将等效面泡利方程应用于讨论球面、柱面和圆环面上粒子运动,得到预期的几何势和自旋联络几何势,并发现面泡利方程只含有法向泡利矩阵。在第5章,一含有周期的瓦楞形砷化镓薄膜的模型被用来研究纳米结构中瓦楞曲面对透射率的影响。我们发现透射间隙和共振透射区完全由瓦楞的形状决定,共振透射区中的共振劈裂峰和谷由边界条件决定,边界条件是由拥有不同电子等效质量的相邻区域构成。共振劈裂峰和谷还受到薄壁厚度的轻微影响。这些结果为设计曲率调控滤波器以理论指导。
[Abstract]:Thin wall quantization is used to restrict the motion of particles to a two-dimensional surface by introducing the compression potential. Although the thin-walled quantization method may not strictly satisfy the uncertainty relation, the thin wall quantization method is very effective for the quantization of the particles on a two-dimensional surface, and the thin-walled quantum method has made great progress, but the method has been developed. The basic framework is still not given clearly. When the research system contains electromagnetic fields, the basic framework is particularly important. Unfortunately, the basic framework is not given in the source text of the thin-walled quantization method. In the second chapter, we clearly give the basic framework for the calculation of the thin wall quantization method: (1) the dynamic equation of the system. The initial definition is in the three-dimensional space; (2) by introducing a new wave function, the wave function can be separated into the normal part and the surface part analytically. Based on the definition of the metric tensor Gij in the three-dimensional space, all the differential operators in the initial dynamic equation are expanded to carry out the expansion operation. (3) the original dynamic equation is analytically separated to the limit of the ultimate dynamic equation. In this chapter, we briefly review the relevant mathematical formulas and concepts used in this paper. Based on the basic framework of calculation, we re review the quantized fruit of the single and multi particle constraints on the surface. In the third chapter, in the case of electromagnetic fields, we weigh According to the basic frame of the thin-walled quantization method, we realized the decoupling of the electromagnetic field and the curvature of the surface, separated the normal dynamic equation and the equivalent equation of the equivalent surface analytically. In order to consider the shadow of the surface thickness, we extend the method of thin wall quantization. The Q3, which has the common source of the equivalent surface dynamic equation, is replayed back to the equivalent surface dynamic equation by a power term which is the normal variable perpendicular to the surface. Thus, the geometric potential and kinetic energy terms modified by the surface thickness are obtained. With the help of the expanded thin-walled quantization method, we discuss the quantization of the particles on the circular torus, and get some of the thickness modification. In the fourth chapter, we consider the constraint on a two-dimensional surface with the charge of a spin particle on a two-dimensional surface and quantize it. The equivalent surface Pauli equation is derived. In the spin operator image after rotation, the particle is restricted to the two-dimensional surface by the thin-walled quantization method. We get the geometric potential and the rotation phase factor. E-I phi, the curvilinear coordinate micro quotient operator acts on the spin Contact Geometric potential. At the same time, if the research system does not contain the normal current source, we find that the two basic criterion is still correct. The dynamic equation can be analytically separated into the normal dynamic equation and the equivalent surface dynamics equation. Finally, we apply the equivalent surface Pauli equation to the particle motion on the spherical surface, the cylinder and the circular torus, and obtain the expected geometric potential and the spin coupling geometric potential, and find that the surface Pauli equation only contains the normal direction. In the fifth chapter, a model of a periodic corrugated gallium arsenide film is used to study the influence of the transmissivity of the corrugating elements in the nanostructures. We find that the transmission gap and the resonant transmission area are entirely determined by the shape of the corrugated. The resonant splitting peaks and valleys in the resonant transmission area are determined by the boundary conditions, and the boundary conditions are supported by the flocking. The resonant splitting peaks and valleys are also slightly affected by the thickness of the thin wall. These results provide theoretical guidance for the design of the curvature control filter.
【学位授予单位】:南京大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O413.1
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 李前树;王荣顺;;量子化学的现状[J];中国科学基金;1990年01期
2 鄢国森;关于发展量子化学的建议[J];大自然探索;1988年02期
3 袁海良;;电磁场的量子化及其数态描述[J];青海师范大学学报(自然科学版);2007年01期
4 韩小卫;张春华;;解析角变量量子化的困难[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);2007年04期
5 赵宏璐;高鑫;徐德昌;;量子化学在生物分子领域的研究进展[J];生物信息学;2008年02期
6 何贤文;;精确量子化条件的应用[J];黄冈师范学院学报;2008年S1期
7 彭周人;;量子化学与辩证唯物主义[J];兰州大学学报;1957年01期
8 И.С.夏皮罗;段生林;;关于“基本”粒子理娭中空晸和时晸的量子化[J];自然辩证法研究通讯;1963年02期
9 王济堂;对“量子化”的一些看法[J];中山大学学报(自然科学版);1976年04期
10 张金如;时间空间要不要量子化[J];华中工学院学报;1978年01期
相关会议论文 前10条
1 陈金金;;广义量子化[A];第八届全国核物理会议文摘集(上册)[C];1991年
2 刘丽敏;;表面等离子体模的量子化[A];第十三届全国量子光学学术报告会论文摘要集[C];2008年
3 陈念贻;;量子化学-支持向量机算法在分子设计中的若干应用[A];中国化学会第九届全国量子化学学术会议暨庆祝徐光宪教授从教六十年论文摘要集[C];2005年
4 施武杰;;元的阶为已知的群及相关课题[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
5 胡浩;;基于结合的量子化学/分子力学的有效自由能模拟方法[A];中国化学会第28届学术年会第13分会场摘要集[C];2012年
6 许兵;李前树;谢尧明;R.Bruce King;Henry F.Schaefer III;;单核铼亚硝酰基配合物的DFT理论研究[A];中国化学会第26届学术年会理论化学方法和应用分会场论文集[C];2008年
7 陆珍凤;周晓军;章如松;栾建凤;;血液量子化前、后血小板的电镜观察[A];第十二届全国电子显微学会议论文集[C];2002年
8 封继康;;激发态量子化学与光电材料的分子设计研究[A];第十届全国计算(机)化学学术会议论文摘要集[C];2009年
9 张天波;;刍议“量子全息生态管理理论”——基于“量子化的信息复杂全息人”视角[A];第八届(2013)中国管理学年会——公共管理分会场论文集[C];2013年
10 居冠之;;反应历程与理论计算小议[A];第九届全国化学动力学会议论文摘要集[C];2005年
相关重要报纸文章 前8条
1 罗阿华;中国北欧学者研讨量子化学[N];中国化工报;2007年
2 王显承;砷化镓和电子的量子化[N];中国有色金属报;2002年
3 海;量子化学网格门户系统实时观测分子轨道[N];中国计算机报;2004年
4 记者 范又 通讯员 卢敬叁;我国成功建立量子化霍尔电阻标准[N];光明日报;2004年
5 中国计量科学研究院;我国量子化霍尔电阻标准研究取得重大成果[N];北京科技报;2004年
6 本报记者 郭川;中国有望领跑“小”时代[N];人民邮电;2014年
7 王娅莉;首创百亿分之几的准确度[N];中国质量报;2004年
8 卢敬叁 记者 李凝;我量子电阻计量基准研究实现三项创新[N];科技日报;2004年
相关博士学位论文 前10条
1 王永龙;薄壁量子化方法及应用[D];南京大学;2016年
2 寻大毛;几何动量、几何势能与约束体系中一种新的代数对称性[D];湖南大学;2013年
3 王培杰;李雅普诺夫指数,周期轨迹与不可积体系的量子化[D];清华大学;2003年
4 刘敏;玻色—爱因斯坦凝聚中量子化涡旋与量子反射的理论研究[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2007年
5 何文丽;边界Poisson结构及量子化[D];西北大学;2003年
6 蓝元培;拓扑绝缘体中的拓扑量子化研究[D];中国科学技术大学;2012年
7 李维;非线性各向异性介质中辐射场的量子化[D];北京工业大学;2010年
8 王兴勇;新型分子开关的理论研究:量子化学与分子动力学模拟相结合[D];南京大学;2013年
9 王宪位;蛋白质分块量子化学计算方法的发展和振动斯塔克效应的研究[D];华东师范大学;2014年
10 张建英;有机笼状化合物的分子设计与性质研究[D];南京理工大学;2013年
相关硕士学位论文 前10条
1 侯汉强;介观电路量子化及量子效应[D];聊城大学;2015年
2 翁先祥;安德森拓扑绝缘体的输运性质研究[D];浙江师范大学;2015年
3 肖勇军;约束系统的量子化及相关问题研究[D];贵州大学;2009年
4 廖棱;Faddeev-Jackiw方法中若干问题的研究[D];北京工业大学;2006年
5 于承新;p膜的量子化及其质量谱[D];北京工业大学;2007年
6 刘正慈;量子化维数的研究[D];江苏大学;2008年
7 王永胜;精确量子化条件及量子时间的研究[D];江西师范大学;2011年
8 马丽;关于一类Ginzburg-landau型泛函的量子化效应的某些结果[D];南京师范大学;2007年
9 孙浩然;几何动量和相空间约束体系量子化[D];湖南大学;2012年
10 买买提江·阿布都拉;克莱因—戈登振子和自由粒子的魏格纳函数以及单原子的朗道量子化[D];新疆大学;2011年
,本文编号:2117305
本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/jckxbs/2117305.html