导读:本文包含了隧穿动力学论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:限域,氢键,量子隧穿,势能面
隧穿动力学论文文献综述
张德鹏[1]（2019）在《限域条件下水的隧穿及动力学过程理论研究》一文中研究指出水是一种结构简单而又性质复杂的奇妙物质,它参与在众多物理化学过程当中,为生命活动提供基本保障。水的多样化特性与其存在形式密切相关,如体相水、界面表面水、限域水、水团簇等会表现出诸多相异的行为。其中,限域水广泛存在于颗粒状和多空材料中,以及细胞、大分子、超分子、凝胶的周围和内部。近年的研究指出,限域水存在高熔点、高流速、低介电、无定形冰相等特性,甚至在尺寸狭小的空间中表现出氢原子高度离域化并发生隧穿转动而使得水分子呈现出“量子态”的情况。同时,在一维通道中转动和传输、二维平面的吸附等过程中,相邻水分子之间、水分子与限域材料界面的相互作用会使其产生复杂多样的微观形态。而这些特殊的性质与限域尺寸,限域腔体表面分子特性,以及温度和压力有很大关系。水的氢键网络结构在限域环境中的变化是造成其复杂行为的一个重要因素,而这种变化经常需要通过水分子的转动和质子转移得以实现,并在低温等某些特定条件下,氢键网络重排过程由量子隧穿效应所主导。对限域环境中水的研究在各学科领域中占据重要位置,例如,功能性二维材料在净水过程中,对有机污染物的阻拦和降解、对水分子的过滤都是在水分子参与的环境中进行的,而净水过程是限域材料、水分子和有机污染物共同作用的结果。对这种特定条件下的限域材料及受限水的研究有助于过滤膜污染问题和有机污染物降解效率问题的解决,从而给出更好的污水处理方案。由此,从原子水平上认识限域环境下水的存在形式、性质和行为对从本质上理解生物细胞水通道、海水淡化膜、污水过滤网等相关领域的基本问题以及功能器件的设计和应用等具有重要意义。本文基于第一性原理的方法,进行了以下四个方面的研究:1)水分子在一维受限通道中的氢键翻转;2)紧限域中水分子的偶极翻转反常特性;3)在自由和受限空间内水环的协同质子转移;4)功能性二维限域材料表面在水环境中的吸附特性。首先,选取水二聚物(H2O)2这一基本的氢键模型,并采用尺寸相异的碳纳米管以构建不同程度的限域环境。基于第一性原理的方法寻找水二聚物在不同限域环境下可实现氢键翻转的过渡态结构,并追踪出相应的反应路径,然后对转动过程进行隧穿几率计算,并与热扰动翻转概率进行对比分析。同时,对限域体系进行第一性原理动力学模拟,对相应的结构稳定性,翻转特性等进行相互验证。对能垒、反应路径形状、转动频率和振动模式进行了比较,并在动力学模拟轨迹中对水二聚物的氢键、水分子在限域管中的位置、水二聚物中两个氧原子的间距进行统计分析。此外,对色散修正的影响也做了相应的讨论。研究结果指出限域下水二聚物在氢键翻转过程中存在两种转动类型,它们的转动难度大于在自由空间中的情况。并且,不同限域环境下的氢键翻转难度又存在一定的差异。量子隧穿的计算给出了水二聚物通过隧穿行为实现转动的几率。与热扰动相比,当温度在100 K以下时,隧穿转动占据主导地位。特别是,当沿着转动方向的振动模式激发少量能量时,可以显着增强量子隧穿转动效应,这对限域水中氢键网络的调整提供了新的策略。第二,当限域尺寸减小至某一程度时,限域材料和内部受限分子之间的范德华范围彼此相交,使排斥作用占主导。这种情况常被称为紧限域,或者超限域,而前一个研究情况可被称之为一般限域,以此将二者进行区分。鉴于近年的研究指出紧限域能够使受限分子的特性发生定性改变,因此,本工作将水二聚物氢键翻转的研究进一步扩展到紧限域情况。通过过渡态结构搜索和反应路径追踪,发现紧限域环境下水二聚物具有完全不同于一般限域环境下的转动特性,如能垒的降低,反应路径的分叉等,从而支持紧限域更趋向于定性改变受限分子某些属性的假设。较一般限域而言,紧限域对其内部受限分子转动的阻碍显着减小。通过对第一性原理动力学模拟轨迹中偶极翻转时间的统计,也显示出水分子在紧限域中的转动比在一般限域中更容易。这对水分子在生物水通道蛋白中的易通过性从限域作用的角度给予了重要解释。第叁,承接以上对氢键翻转的研究,将量子隧穿从分子转动推广到质子转移系统。由此展开了对叁元水环在自由空间、二维限域、零维限域这叁种环境下质子协同转移过程的研究。采用同样方法,得到了相应的过渡态结构和反应路径,并计算了质子转移通过隧穿效应而实现的几率。通过对能垒高度的比较,以及对隧穿几率的分析得知,限域环境对水环的质子协同隧穿转移过程没有阻碍作用;反之,它会在一定程度上降低这一过程所需跨越的能垒高度并提高隧穿几率,使得质子转移更容易发生。这点在一定程度上凸显出限域对两种氢键重排机制不同的作用效果。第四,通过对限域水性质的认识和对相关计算分析方法的掌握,将研究内容进行拓展,并与实验结合,在理论方面研究了水环境下二维限域材料的吸附特性。在污水处理领域,功能性的二维材料常用于水分子过滤和有机污染物降解,但仍受到膜污染、污染物降解效率低等问题的困扰。理论计算的结果指出,官能团和结构缺陷可以对二维材料予以改进,调控其吸附特性,并能够缓解上述问题。而对二维材料吸附特性的调控是材料表面、水分子、有机污染物共同作用的结果。这一发现在污水处理材料的制备和改进等方面提供了重要的支撑和指导。综上所述,对限域环境中水氢键重排的隧穿机制的研究,揭示了限域作用复杂性中的规律性。本工作在原子水平上对一维限域通道中水的隧穿转动传输、不同限域下水环质子隧穿转移,以及水环境中的二维限域材料的吸附特性予以了进一步的解释。同时,我们也发展了基于势能曲线的隧穿几率计算和相应的动力学分析方法,希望本工作从原子层次上对理解相关领域的基本问题具有重要贡献,并促进其在物理、化学、材料、电子、生物等方面的应用。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-06-01）
雷林霖,谭磊[2]（2019）在《微腔对含单个费米子杂质Bose-Josephson结隧穿动力学的影响》一文中研究指出本文研究含有一个费米子杂质的玻色爱因斯坦凝聚体在光学微腔作用下的隧穿动力学性质,探讨腔对单粒子隧穿过程的影响。从光学微腔与双阱中玻色子-费米子混合凝聚体耦合体系的哈密顿量出发,推导出与光学腔耦合强度有关的粒子隧穿基态能级差的解析表达式以及相对粒子数差的期望值。研究结果表明:光学腔与原子的耦合强度能够影响优先隧穿的粒子种类以及粒子隧穿的阶梯图形。(本文来源于《量子光学学报》期刊2019年01期）
潘凌云,韩露,黄晓丽,王英惠,李芳菲[3]（2016）在《高压下的载流子超快动力学:俄歇辅助电子隧穿》一文中研究指出在纳米粒子的密堆积体系中,粒子间距减小导致粒子间电荷耦合能增强,因此电荷传输效率较高[1-3]。但是由于库伦阻塞能随着粒径的减小而增大,低维强局限体系中的电荷传输效率无法得到近一步的提高。解决这一问题的一个途径是增强耦合能,其主要方法是进一步缩小粒子之间的距离[1,3,5]。压力是实现粒子之间距离缩小的有效途径。其有效性在Pb S量子点密堆积体系中得到了验证[4]。其原理与Mott跃变类似,而半导体量子点中的电子-空穴对,正是典型的(本文来源于《第十八届中国高压科学学术会议缩编文集》期刊2016-07-25）
鲁耿彪[4]（2015）在《驱动叁阱系统中双原子的隧穿动力学》一文中研究指出文章研究了驱动叁阱系统中双原子的隧穿动力学。在高频近似下基于Floquet理论我们解析得到了共振情况下系统的准能量及Floquet态,并分析了Floquet态描述下原子处于各Fock的几率与外场驱动参数的关系,发现零准能量对应的Floquet态在一定的驱动参数下完全局域于单个Fock态,其相应参数下系统的时间演化展示了原子隧穿的相干破坏效应。(本文来源于《南昌师范学院学报》期刊2015年03期）
雷林霖,谭磊[5]（2015）在《微腔对玻色子-费米子混合体系隧穿动力学的影响》一文中研究指出从光学微腔与双阱中玻色子—费米子混合凝聚体耦合体系的薛定谔方程出发,推导出了粒子数算符以及光子数算符随时间演化的表达式,构造出系统有效的经典哈密顿量,利用数值方法和图示法研究了系统的动力学行为.通过相图发现玻色子和费米子的相互作用以及费米子之间的相互作用能够影响相对粒子数差随时间的变化;光学微腔能使系统稳定点增多,运动模式增加,混沌加剧.(本文来源于《兰州大学学报(自然科学版)》期刊2015年03期）
舒正[6]（2015）在《超快强激光场中的隧穿动力学》一文中研究指出20世纪80年代后期啁啾脉冲放大技术的出现和发展成熟,使得超快强激光技术进入一个新的发展阶段。目前实验上人们很容易获得峰值光强大于1013W/cm2、脉宽小于100fs的飞秒强激光脉冲。飞秒强激光为揭示微观原子分子内部超快运动规律,探索极端强场条件下的原子物理新现象、新效应提供了前所未有的技术手段和研究条件。隧穿电离现象和多光子电离现象是超快强激光场与原子分子相互作用的两个基本现象。其中隧穿过程中的时间问题以及从多光子电离到隧穿电离的转变机制一直是人们研究的热点问题。本文分别对上述两个问题进行了研究,首先对隧穿时间的问题进行了初步的探索,给出了一种新的隧穿时间定义,然后从流密度角度研究了氢原子在强激光场下从多光子电离到隧穿电离的转变,并且和Keldysh理论做了比较。本文主要有如下叁方面的内容：自从1932年MacColl首次提出隧穿时间这一问题以来,人们给出了很多种隧穿时间的定义,如拉莫尔时间、居留时间、相位延迟时间和穿越时间等等。首先我们在一维方势垒隧穿模型中对拉莫尔时间和居留时间做了详细的推导和计算。并结合方势垒隧穿模型中稳定流密度,给出了一种新的隧穿时间定义。其次,通过数值求解一维含时薛定谔方程(TDSE)的方法,我们研究了梯形静电场下,一维氢原子模型中电子流密度随场强以及脉冲上升沿的变化情况。通过对流密度的分析,可以将激光场与氢原子的相互作用分为叁个不同的区域,分别是多光子电离区,多光子电离到隧穿电离的过渡区,隧穿电离区。并与Keldysh理论作了比较,发现通过对流密度方向的分析可以很好区分多光子电离区和隧穿电离区。最后,我们将一维模型中流密度的分析推广到了叁维情况,通过数值求解叁维含时薛定谔方程,讨论了强激光场中氢原子的电离方式。我们计算了不同场强下氢原子中电子的分布情况和流密度的变化情况。同样通过对流密度方向的分析可以区分激光场与原子相互作用中的多光子电离区和隧穿电离区。(本文来源于《山西大学》期刊2015-06-01）
易洪刚,陈荣华[7]（2015）在《两隧穿耦合的玻色-爱因斯坦凝聚中的纠缠动力学》一文中研究指出提出了制备两个隧穿耦合的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)系统的纠缠态的方案。结果表明隧穿耦合对系统的纠缠没有影响;两种凝聚原子间的相互作用对最佳纠缠的大小没有影响,但会影响凝聚原子处于纠缠态的速度。增加凝聚原子的数目可以更快地制备纠缠程度更高纠缠态。(本文来源于《激光杂志》期刊2015年04期）
吴锋,任迎辉,边文生[8]（2014）在《丙二醛隧穿异构体的量子动力学研究》一文中研究指出多原子体系的量子动力学研究一直是人们持续关注的课题。丙二醛隧穿异构体不但是研究分子内氢迁移的典型分子体系,而且是验证高维多原子体系计算方法有效性的基准体系。该体系的势能面具有对称双势阱结构;由于氢原子的隧穿异构,分子的振动能级发生隧穿分裂。实验上,已测出基态和部分基频的能级裂距。理论上,在对基态和基频能级分裂的研究中,含时量子力学方法多组态含时构型方法较成功。相比而言,非含时量子力学方面的研究还值得进一步探索。我们采用非含时量子动力学方法,对丙二醛隧穿异构体进行减维和全维计算和研究。已取得一些有意义的结果。值得指出,减维计算所得基态能级裂距与实验值非常吻合。(本文来源于《中国化学会第29届学术年会摘要集——第39分会：化学动力学》期刊2014-08-04）
雷林霖[9]（2014）在《与光学腔耦合的玻色—费米混合物在双势阱中的隧穿动力学》一文中研究指出本文主要研究光学微腔的单模腔场对冷原子系统隧穿动力学的影响。研究的内容主要分两部分：一是原子系统只有几个(10个左右)玻色子和一个费米子,探讨光学微腔对双阱中优先隧穿粒子种类的影响；二是原子系统包含多个玻色子和费米子(104-106),探讨光学腔对玻色子-费米子混合物隧穿动力学的影响。在本文中我们首先简单的介绍研究冷原子系统所需要的一些基本知识,包括玻色分布、Gross-Pitaevskii方程、Jayneys-Cummings模型、两模近似、平均场近似以及Bose-Hubbard模型。在第一个工作中,我们把只含单个费米子杂质的玻色-约瑟夫森结与光学微腔进行耦合,探讨光学微腔对系统隧穿性质的影响。没有光学腔耦合时,双阱中优先隧穿的粒子种类与粒子间的相互作用相关。与光学腔耦合后,优先隧穿的粒子不仅与粒子间的相互作用有关,还与光学微腔与玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的耦合强度有关。我们发现：光学微腔能够促进粒子的隧穿,促进哪种粒子隧穿取决于腔与BEC的耦合参数的数值与零的关系；光学微腔与粒子隧穿项的耦合能够影响相对粒子数差的阶梯图形,相比较玻色子而言,费米子受影响更显着。在第二个工作里,将光学微腔与双阱中的玻色-费米混合凝聚体耦合,从光学微腔与双阱中玻色子-费米子混合物耦合体系的薛定谔方程出发,推导出了粒子数以及光子数算符随时间演化的表达式,构造出系统有效的经典哈密顿量,并利用数值方法作出相图,研究了系统的隧穿动力学,研究结果表明：改变玻色子和费米子之间的相互作用能够让相对粒子数差随时间的变化发生从有序到无序的改变,同时费米子之间的相互作用能够影响费米子以及玻色子的相对粒子数差随时间的演化,通过相图我们发现光学微腔能够使系统稳定点增多,运动模式增加,混沌加剧。(本文来源于《兰州大学》期刊2014-04-01）
郭静,贾国治,韦方兴,李强,侯苏轩[10]（2013）在《隧穿注入量子点体系的载流子动力学研究》一文中研究指出通过考虑载流子在量子点中的隧穿、弛豫、热逃逸和非辐射复合等主要输运过程,并建立速率方程模型,研究了隧穿注入量子点体系的载流子动力学过程,探讨了隧穿注入量子点发射光谱对温度和隧穿几率的依赖性.理论分析表明:共振隧穿结构对量子点尺寸色散导致的激光展宽具有一定的抑制作用.(本文来源于《天津城市建设学院学报》期刊2013年04期）
隧穿动力学论文开题报告
（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：
本文研究含有一个费米子杂质的玻色爱因斯坦凝聚体在光学微腔作用下的隧穿动力学性质,探讨腔对单粒子隧穿过程的影响。从光学微腔与双阱中玻色子-费米子混合凝聚体耦合体系的哈密顿量出发,推导出与光学腔耦合强度有关的粒子隧穿基态能级差的解析表达式以及相对粒子数差的期望值。研究结果表明:光学腔与原子的耦合强度能够影响优先隧穿的粒子种类以及粒子隧穿的阶梯图形。
（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。
隧穿动力学论文参考文献
[1].张德鹏.限域条件下水的隧穿及动力学过程理论研究[D].吉林大学.2019
[2].雷林霖,谭磊.微腔对含单个费米子杂质Bose-Josephson结隧穿动力学的影响[J].量子光学学报.2019
[3].潘凌云,韩露,黄晓丽,王英惠,李芳菲.高压下的载流子超快动力学:俄歇辅助电子隧穿[C].第十八届中国高压科学学术会议缩编文集.2016
[4].鲁耿彪.驱动叁阱系统中双原子的隧穿动力学[J].南昌师范学院学报.2015
[5].雷林霖,谭磊.微腔对玻色子-费米子混合体系隧穿动力学的影响[J].兰州大学学报(自然科学版).2015
[6].舒正.超快强激光场中的隧穿动力学[D].山西大学.2015
[7].易洪刚,陈荣华.两隧穿耦合的玻色-爱因斯坦凝聚中的纠缠动力学[J].激光杂志.2015
[8].吴锋,任迎辉,边文生.丙二醛隧穿异构体的量子动力学研究[C].中国化学会第29届学术年会摘要集——第39分会：化学动力学.2014
[9].雷林霖.与光学腔耦合的玻色—费米混合物在双势阱中的隧穿动力学[D].兰州大学.2014
[10].郭静,贾国治,韦方兴,李强,侯苏轩.隧穿注入量子点体系的载流子动力学研究[J].天津城市建设学院学报.2013