有限寬介觀環(huán)和碳納米管環(huán)中的持續(xù)電流.pdf

1、過去二十年來，介觀物理研究的興起導(dǎo)致在固體物理中發(fā)現(xiàn)了許多引人注目的新現(xiàn)象。其中一個非常奇特的介觀現(xiàn)象是正常介觀環(huán)中的持續(xù)電流。這種由磁通誘導(dǎo)的持續(xù)電流引起了人們廣泛的興趣，它是存在于非超導(dǎo)介觀環(huán)中的一種熱力學(xué)平衡的、非耗散的宏觀電流。在本文中，我們研究了有限寬介觀環(huán)和碳納米管環(huán)中的電子能譜和持續(xù)電流。論文包括如下幾部分：
　　 第一章，介紹了介觀物理中的一些特征尺度和基本概念，簡要總結(jié)了持續(xù)電流的理論研究和實(shí)驗(yàn)觀測。
　

2、　 第二章，研究了有限寬介觀環(huán)中持續(xù)電流的邊緣無序效應(yīng)。計(jì)算表明，在弱的無序區(qū)，持續(xù)電流隨著邊緣無序強(qiáng)度的增加而減小，而在強(qiáng)無序區(qū)，持續(xù)電流隨著無序度的增加而增加。此外，我們也發(fā)現(xiàn)持續(xù)電流隨邊緣無序強(qiáng)度的變化與介觀環(huán)的寬度和周長密切相關(guān)。
　　 第三章，發(fā)展了計(jì)算碳納米管環(huán)電子能譜的超級胞方法。利用該方法無需計(jì)算大的哈密頓矩陣即可方便地獲得大體系的電子結(jié)構(gòu)。由此，我們研究了卷曲和無序?qū)伪谔技{米管環(huán)磁響應(yīng)的影響。研究發(fā)現(xiàn)卷曲效

3、應(yīng)能導(dǎo)致能隙的出現(xiàn)，從而導(dǎo)致不同的磁響應(yīng)性質(zhì)。扶手型碳納米管環(huán)呈現(xiàn)抗磁性，而鋸齒型管環(huán)表現(xiàn)弱的順磁性。卷曲和溫度效應(yīng)都會減小磁矩振幅的大小。同時也發(fā)現(xiàn)，無序?qū)?dǎo)致磁矩減小，并且隨著無序強(qiáng)度的增加體系可能出現(xiàn)從抗磁性向順磁性的轉(zhuǎn)變。
　　 第四章，主要研究了雙壁碳納米管環(huán)中的持續(xù)電流。計(jì)算表明，壁間相互作用對扶手型和鋸齒型碳納米管環(huán)的電子能譜有重要的影響。壁間相互作用引起能級簡并分裂，電子能級交叉和反交叉現(xiàn)象，甚至導(dǎo)致費(fèi)米能級附近