過渡金屬納米顆粒非廣延熱力學(xué)性質(zhì)的研究.pdf

1、近年來磁性納米顆粒的低溫性質(zhì)引發(fā)了大量關(guān)于低維磁學(xué)的研究工作。由于巡游和局域電子的競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致了很強(qiáng)的電子關(guān)聯(lián)效應(yīng),過渡金屬納米顆粒引起了理論和實(shí)驗(yàn)的廣泛關(guān)注。實(shí)驗(yàn)表明納米尺度的顆粒表現(xiàn)出很多有趣的與塊材料不同的性質(zhì)。在理論方面,由于量子漲落和表面效應(yīng)玻耳茲曼-吉布斯統(tǒng)計(jì)(BGS)研究過渡金屬納米顆粒的辦法遇到了新的挑戰(zhàn)。 本文將采用單帶Hubbard模型描述過渡金屬納米顆粒的哈密頓量,運(yùn)用C.Tsallis于1988年提出的非廣延

2、統(tǒng)計(jì)(NES)理論研究半填充時(shí)納米顆粒的比熱、內(nèi)能、磁化率等熱力學(xué)性質(zhì)。首先,簡(jiǎn)要介紹了BGS正則系綜量子統(tǒng)計(jì)理論,完整地總結(jié)了NES熵的數(shù)學(xué)導(dǎo)出、NES正則系綜內(nèi)能約束條件的建立、NES拉各朗日參數(shù)的一般表達(dá)式,給出了NES理論下的納米顆粒的熱力學(xué)量計(jì)算公式。然后,介紹了單帶Hubbard模型以及計(jì)算納米顆粒的能量本征值的精確對(duì)角化方法。最后計(jì)算并分析了庫侖相互作用U、過渡金屬納米顆粒幾何結(jié)構(gòu)以及原子個(gè)數(shù)對(duì)納米顆粒熱力學(xué)性質(zhì)的影響。研