纳米碳管的非线性热电传输

利用Landauer-Büttiker公式对金属导线/单臂纳米碳管/金属导线结构的热电传输进行理论计算.在有限温度梯度下,利用迭代法计算非线性热电势和热电导,研究表明,热电势和热电导与系统电子的传输行为密切相关,热电势随系统化学势的变化而振荡,且可为正也可为负值,这种行为完全依赖于电子电导的变化.研究结果对分子器件热传输的实际应用有意义.     

分子器件的电子抽运

从非平衡格林函数出发，推导了有外加偏压和抽运信号同时存在时，分子器件与两个正常导线形成的系统的电流电压公式，并对由纳米碳管（CNT）作为分子器件的系统（N－CNT－N）进行了数值计算。通过对加在碳管上两个门电压的周期性改变，系统中产生稳定的直流抽运电流，发现只有借助CNT的电子能级才能得到明显的抽运电流，电流大小随抽运信号增强而增加。随着费米能级的改变，抽运电流方向可以反向。有外加偏压时，电流的形成除由抽运信号驱动外，还受到外偏压驱动。     

碳链参数泵的从头计算

利用密度泛函理论和非平衡格林函数相结合的第一性原理方法,研究金属Al-C4-Al导线的泵浦效应.通过在左右铝电极靠近散射区C4链的对称位置上加交变的弱泵浦势,得到绝热近似条件下泵浦电流与费米能的关系,发现泵电子流与系统的态密度密切相关,在不同费米能级下泵浦电流可正可负,其正负取决于电子发射率.     

电导涨落的自动图形算法及应用

在随机矩阵理论框架下,发展了量子系统电导和自旋霍尔电导涨落的高阶效应的自动图形计算方法.计算了2端子混沌空腔中直至5阶的电导涨落的解析表达式,给出随机矩阵理论系综自旋霍尔电导涨落的一般公式,发现在通道数目较多时,对正交系综和幺正系综,自旋霍尔电导存在普适的方差1/8.     

电加热水体温度场均匀性的仿真与实验

针对水平封闭圆管内水的电加热方式温度场不均匀问题,采用Fluent软件分别对水平圆管的轴向和径向温度场进行数值仿真．基于位式控制的分段分组加热方式在长度为1.8 m、内径为103 mm、外径为133 mm的水平圆管上进行实验验证．结果表明,圆管非水平放置会令加热后圆管的轴向温度场不均匀;在升温阶段,全壁面均匀加热的方式会使圆管温度在竖直径向出现显著的上高下低的分层现象;而只对圆管下半壁面加热可使圆管上层和下层温度差值从大于8℃降至小于1℃,有效提高了圆管温度场的均匀性;在稳态阶段,分段分组加热方式受位式控制的影响,径向温度偏差升到1.6℃以内．对比全壁面均匀加热的方式,分组加热方式特别是4组加热方式,在达到稳态的时间和稳态时的温度场均匀性仍具有明显优势．研究结果为实现高精度、无超调、温度场均匀性好的水平等压封闭圆管加热方案设计提供了参考．     

磁导线-磁性散射区-磁导线系统的自旋输运

研究磁性导线-磁性散射区-磁性导线组成的量子系统(FM-FSR-FM)的电子的输运性质，利用Buettiker散射矩阵理论对系统的电子流和电子自旋流进行计算．结果表明，在低温下，不仅粒子电流受控于散射区磁场与两边导线磁场间的夹角，且自旋流随夹角变化也可为正、负或零，系统具有明显的自旋阀效应．