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磁性不均匀小尺度体系的建模 预览
1
作者 郭子 区国锋 《信息记录材料》 2017年第4期8-12,共5页
纳米颗粒在未进入单畴前,大都存在磁性不均匀的情况。比如各向异性分散、多畴等等。另一方面,多晶过去常常用单晶近似,或者说是将多晶平均成单晶。对于大尺度颗粒,各向异性无序带来的涨落可以忽略,但小尺度系统无序的影响不能忽略... 纳米颗粒在未进入单畴前,大都存在磁性不均匀的情况。比如各向异性分散、多畴等等。另一方面,多晶过去常常用单晶近似,或者说是将多晶平均成单晶。对于大尺度颗粒,各向异性无序带来的涨落可以忽略,但小尺度系统无序的影响不能忽略。所以,对小尺度系统,必须重新考虑多晶磁性小颗粒系统的建模问题.不管是多晶还是单晶,对于磁性不均匀小尺度体系的建模都是非常重要的。在这方面,理论模型尚不完善。本文综述了磁性不均匀小尺度体系的建模问题及进展情况。 展开更多
关键词 各向异性 多晶 多畴 建模
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以古诗词为载体普及物理学
2
作者 熊万杰 郭子 陈娟 《科普研究》 北大核心 2017年第6期87-95,共9页
诗词是传统文化中的重要文学体裁形式,我国当代粒子物理学家们就曾以诗词来反映他们的内心世界和物理学的发展进程。本文以古诗词为载体,展现了其中描述的自然现象或诗人对自然规律的领悟,并从现代物理学的角度对其予以解析。这有助于... 诗词是传统文化中的重要文学体裁形式,我国当代粒子物理学家们就曾以诗词来反映他们的内心世界和物理学的发展进程。本文以古诗词为载体,展现了其中描述的自然现象或诗人对自然规律的领悟,并从现代物理学的角度对其予以解析。这有助于提升物理学普及的趣味性、有效性,同时对于分析古代科技的成就与局限以及诗词的推广也具有一定的积极意义。 展开更多
关键词 古诗词 自然现象 物理学普及 古诗词推广
石墨烯横向自旋阀研究进展 预览
3
作者 郭子 《信息记录材料》 2016年第2期6-12,共7页
横向自旋阀是目前最重要的一种自旋器件。本文综述石墨烯作为横向自旋阀沟道材料的研究进展。虽然石墨烯作为横向自旋阀沟道材料的研究的报道已经很多,但是对于其电阻率、自旋寿命、自旋扩散长度、自旋霍尔角、自旋信号以及与其他材料... 横向自旋阀是目前最重要的一种自旋器件。本文综述石墨烯作为横向自旋阀沟道材料的研究进展。虽然石墨烯作为横向自旋阀沟道材料的研究的报道已经很多,但是对于其电阻率、自旋寿命、自旋扩散长度、自旋霍尔角、自旋信号以及与其他材料的接触电阻等参数的确定仍有问题。目前实验获得的这些数据差别较大,影响因素尚不清晰。另外理论工作相对缺乏。这些问题将影响石墨烯在自旋电子学中的应用,需要进一步深入研究。 展开更多
关键词 自旋电子学 自旋输运 横向自旋阀 石墨烯
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新型非局域磁纳米开关的原理和研究进展 预览 被引量:1
4
作者 郭子 《信息记录材料》 2015年第2期45-52,共8页
利用磁体进行信息记录的器件都需要操控磁体的磁矩,即使得磁体的磁矩翻转(磁化反转),从而实现“0”和“1”的信息转化。目前,实现纳米磁体磁矩翻转的方法主要有3种,即最传统的利用外磁场的方法、利用自旋转矩方法和利用自旋轨道矩的... 利用磁体进行信息记录的器件都需要操控磁体的磁矩,即使得磁体的磁矩翻转(磁化反转),从而实现“0”和“1”的信息转化。目前,实现纳米磁体磁矩翻转的方法主要有3种,即最传统的利用外磁场的方法、利用自旋转矩方法和利用自旋轨道矩的方法。后2种基于自旋矩的磁矩操控方法不需要外磁场,方便而且节能,不论是技术层面还是物理层面,都为科技人员展开了辽阔的研究空间。自旋轨道矩的发现始于近年自旋轨道耦合的研究,特别是自旋霍尔效应的研究。自旋霍尔效应和逆自旋霍尔效应现在被公认为是一种自旋操控的有效手段,它通过对铁磁/非磁双层系统上的铁磁体施加自旋矩使其磁矩翻转,并能探测由自旋注入或泵浦方法产生的自旋电流。本文综述了基于自旋霍尔效应等新物理效应的纳米磁体磁矩翻转的原理和研究进展情况。从应用和测量观点出发,磁矩翻转的非局域控制对于发展新型磁存储等自旋电子器件具有更大意义。本文介绍了几种主要的非局域自旋器件对材料的要求,对几种主要的材料参数进行了初步汇总。 展开更多
关键词 自旋转移矩 自旋轨道矩 Rashba效应 自旋霍尔效应 磁化反转
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金纳米棒的单光束光操纵及其散射谱的测量 预览
5
作者 邓海东 李海 郭子 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期75-79,共5页
利用波长为800nm的单光束飞秒激光对水溶液中的金纳米棒颗粒进行了稳定地二维光捕获.通过测量金纳米棒的散射谱研究了光阱中金纳米棒之间的耦合相互作用.比较光阱中只有单个金纳米棒被捕获和两个金纳米棒同时被捕获时的散射谱.结果表明... 利用波长为800nm的单光束飞秒激光对水溶液中的金纳米棒颗粒进行了稳定地二维光捕获.通过测量金纳米棒的散射谱研究了光阱中金纳米棒之间的耦合相互作用.比较光阱中只有单个金纳米棒被捕获和两个金纳米棒同时被捕获时的散射谱.结果表明,当两个金纳米棒同时被光阱捕获时,金纳米棒之间相互排斥,存在一定的间隔,该间隔使得两个金纳米棒之间没有发生表面等离子耦合相互作用.该实验结果为金纳米棒的光操纵及其在生物分子探测等领域的研究提供技术指导及实验参考. 展开更多
关键词 散射 光镊 光操纵 金纳米棒 表面等离子体共振
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非共线横向自旋阀结构逆自旋霍尔效应 预览 被引量:1
6
作者 郭子 《信息记录材料》 2015年第3期52-57,共6页
逆自旋霍尔效应是测量材料自旋输运参数(比如自旋霍尔角、自旋扩散长度等)的重要手段。目前关于逆自旋霍尔效应的实验研究比较多,但理论计算相对缺乏。发展高效精准的计算方法十分重要。本文计算了横向自旋阀结构中,逆自旋霍尔信号... 逆自旋霍尔效应是测量材料自旋输运参数(比如自旋霍尔角、自旋扩散长度等)的重要手段。目前关于逆自旋霍尔效应的实验研究比较多,但理论计算相对缺乏。发展高效精准的计算方法十分重要。本文计算了横向自旋阀结构中,逆自旋霍尔信号随磁铁非共线角度的变化关系。我们的计算针对目前最具前景的常规合金CuBi和CuIr展开。结果表明CuBi的逆自旋霍尔信号最强。对计算的一些困难(比如接触电阻的确定等)也做了讨论。结果对深入理解自旋输运具有一定价值。 展开更多
关键词 横向自旋阀 自旋霍尔效应 逆自旋霍尔效应 自旋电路模型 非共线
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MTJ和TFET中隧道电流的计算及研究进展 预览
7
作者 郭子 江燚 +1 位作者 王林 陈杨 《信息记录材料》 2014年第5期52-57,共6页
随着器件尺寸的缩小和集成度的不断提高,电子器件的发展正遭遇功耗以及尺寸极限等瓶颈。为突破这些瓶颈,许多新型的电子器件模型应运而生。其中重要的一类是基于量子力学隧道效应或者与隧道效应直接相关的器件。因此,严格计算隧道电流... 随着器件尺寸的缩小和集成度的不断提高,电子器件的发展正遭遇功耗以及尺寸极限等瓶颈。为突破这些瓶颈,许多新型的电子器件模型应运而生。其中重要的一类是基于量子力学隧道效应或者与隧道效应直接相关的器件。因此,严格计算隧道电流成为这些器件研究的基础。本文以磁隧道结和隧穿场效应管为例,介绍了隧道电流计算的理论基础以及一维到一维(1T1)、二维到二维(2T2)、二维到三维(2T3)、三维到二维(3T2)等各种模式的隧道电流的计算方法和研究进展。由于石墨烯具有许多独特性质,成为近年人们关注的明星材料。但石墨烯材料的采用也带来许多理论和实践中的问题,比如3T2隧穿的理论计算问题。本文对这些问题也进行了简单综述和讨论。 展开更多
关键词 隧道效应 磁隧道结 隧穿场效应管 WKB近似 Landauer Buttiker公式
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磁性纳米颗粒的二维光操纵及团聚效应
8
作者 邓海东 张成云 +2 位作者 杨小红 郭子 周武艺 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2014年第6期557-563,共7页
我们利用暗场显微镜系统地研究了水剂磁性液体中Fe3O4磁性纳米颗粒在高度聚焦激光作用下的动力学过程.实验研究表明:当激光聚焦在样品池中间时,由于受到沿激光入射方向强散射力和吸收力的作用,磁性纳米颗粒会被排开至光斑的外围;当激... 我们利用暗场显微镜系统地研究了水剂磁性液体中Fe3O4磁性纳米颗粒在高度聚焦激光作用下的动力学过程.实验研究表明:当激光聚焦在样品池中间时,由于受到沿激光入射方向强散射力和吸收力的作用,磁性纳米颗粒会被排开至光斑的外围;当激光聚焦在样品池上表面时,在光力和样品池上玻片的共同作用下,磁性纳米颗粒会被捕获在样品池的上玻片的下表面并发生团聚效应;此外,我们还研究了不同激光功率作用下形成的磁性纳米团簇对入射白光的透过谱的影响,随着入射激光功率的增加,透过磁性液体的白光的透过率会急剧下降,而且透射谱的中心波长会随着入射激光功率的增加往长波方向移动. 展开更多
关键词 光操纵 光力 磁性液体 团聚效应
磁性液体中SiO2小球的光学自组装 预览
9
作者 邓海东 李海 +1 位作者 郭子 杨小红 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期46-50,共5页
利用单光束光镊分别对水溶液及磁性液体中的SiO2小球进行光操纵和光学组装.实验结果表明:在相同激光功率作用下,SiO2小球在水溶液中只能组装成二维结构;而在磁性液体中,小球的组装从二维组装过渡到三维组装.利用流体力学斯托克斯定律,... 利用单光束光镊分别对水溶液及磁性液体中的SiO2小球进行光操纵和光学组装.实验结果表明:在相同激光功率作用下,SiO2小球在水溶液中只能组装成二维结构;而在磁性液体中,小球的组装从二维组装过渡到三维组装.利用流体力学斯托克斯定律,实验测量SiO2小球在不同溶液中所受切向梯度力的径向分布情况.利用扫描电镜表征SiO2小球在磁性液体中组装形成的三维结构发现,有大量的磁性纳米颗粒包覆在SiO2小球的表面,磁性纳米颗粒包覆层的形成提高了SiO2小球在光力作用下自组装的效率、有序性和稳定性. 展开更多
关键词 磁性液体 光学组装 光力 光操纵 SiO2小球
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磁流体中非磁粒子的磁驱动和捕获 预览 被引量:1
10
作者 郭子 黄佳声 《信息记录材料》 2014年第1期51-58,共8页
磁场由于不需与溶液接触即可实现对被分析物的操纵,极大地降低了污染的可能,近年来被越来越广泛地用于细胞、病毒甚至单分子的捕获、分选以及操纵,成为除了电场和重力场之外的另一个有力的驱动和控制手段,对于逆铁磁流体施加均匀磁场,... 磁场由于不需与溶液接触即可实现对被分析物的操纵,极大地降低了污染的可能,近年来被越来越广泛地用于细胞、病毒甚至单分子的捕获、分选以及操纵,成为除了电场和重力场之外的另一个有力的驱动和控制手段,对于逆铁磁流体施加均匀磁场,可形成高度有序的晶格结构.本文综述了微流控芯片系统中磁场控制技术的最新进展,并分别从理论分析、磁场加工技术、泵阀的实现、微流体控制和磁分离等方面介绍了该领域近几年的发展状况.本文还分析了磁分离科学研究中目前面临的一些物理学方面的问题. 展开更多
关键词 微流控芯片 纳米折线 微型泵 磁驱动 磁陷阱 磁泳 逆流装置
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应力调制的自旋转矩临界电流 被引量:8
11
作者 郭子 邓海东 +2 位作者 黄佳声 熊万杰 徐初东 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第13期408-414,共7页
自旋转矩临界电流过大的问题长期以来一直为人们所关注。本文提出,可以通过引入面外应力即引入应力各向异性场来降低退磁场,从而降低自旋转矩的临界电流。本文采用四分量分布式自旋电路模型计算了横向自旋阀由注入端输运到探测端(自... 自旋转矩临界电流过大的问题长期以来一直为人们所关注。本文提出,可以通过引入面外应力即引入应力各向异性场来降低退磁场,从而降低自旋转矩的临界电流。本文采用四分量分布式自旋电路模型计算了横向自旋阀由注入端输运到探测端(自由层)的极化电流大小。利用Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski方程数值研究了存在应力时,横向自旋阀中自旋转矩引起的自由层磁矩翻转的性质。结果表明,适当选择应力方向可使面外退磁场得到有效补偿,从而显著降低自旋转矩临界电流。另外,随着应力提高和退磁场的减小,磁矩翻转时间也大大减小。 展开更多
关键词 横向自旋阀 自旋转矩 临界电流 应力
基于朗道-利夫席茨-吉尔伯特方程的自旋阀动力学研究进展 预览 被引量:4
12
作者 郭子 《信息记录材料》 2014年第3期56-64,共9页
巨磁阻效应的发现开辟了自旋电子学研究的新时代.目前,自旋电子学已经发展成为与磁学、半导体、微电子学、凝聚态物理等学科紧密结合的新学科.在自旋电子学研究中自旋阀结构,包括垂直自旋阀和横向自旋阀,发挥了至关重要的作用并成为各... 巨磁阻效应的发现开辟了自旋电子学研究的新时代.目前,自旋电子学已经发展成为与磁学、半导体、微电子学、凝聚态物理等学科紧密结合的新学科.在自旋电子学研究中自旋阀结构,包括垂直自旋阀和横向自旋阀,发挥了至关重要的作用并成为各类自旋电子器件设计的基础.借助于各种自旋阀器件,人们又相继发现了Slonzeweski自旋转移矩、类场矩、自旋霍尔效应、自旋轨道矩等重要物理效应.本文将综述这些物理效应的概念及应用前景、面向应用需要解决的问题等等.我们将重点关注基于朗道-利夫席茨-吉尔伯特方程的动力学研究的进展情况. 展开更多
关键词 自旋阀 自旋转矩 自旋轨道矩 朗道-利夫席茨-吉尔伯特方程
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数值模拟单个金纳米棒的吸收和散射特性 预览
13
作者 邓海东 杨小红 郭子 《江西科学》 2014年第3期272-274,300共4页
利用时域有限差分的方法,数值模拟了单个金纳米棒的吸收、散射和消光特性,比较了在相同长径比,不同长轴金纳米棒的吸收和散射效率。数值计算结果表明:金纳米棒的散射效率会随着金纳米棒的几何尺寸的增大而逐渐增强,并且其散射谱的... 利用时域有限差分的方法,数值模拟了单个金纳米棒的吸收、散射和消光特性,比较了在相同长径比,不同长轴金纳米棒的吸收和散射效率。数值计算结果表明:金纳米棒的散射效率会随着金纳米棒的几何尺寸的增大而逐渐增强,并且其散射谱的半高宽也随之变宽;与之相反的是,金纳米棒对入射光的吸收效率随金纳米棒体积的增大却呈现出先增加后减小的变化规律。数值模拟结果将为金纳米棒在太阳能电池光俘获方面的应用提供有益的理论参考。 展开更多
关键词 时域有限差分算法(FDTD) 金纳米棒 表面等离子共振
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应力对铁磁薄膜磁滞损耗和矫顽力的影响 被引量:11
14
作者 郭子 胡旭波 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期412-417,共6页
改进了JA—SW混合模型,使之能处理具有两种单轴各向异性的磁体.数值研究了面内应力对铁磁薄膜磁滞损耗和矫顽力的影响.结果表明,磁滞损耗和矫顽力与应力强度和应力施加方向以及外场取向有关.磁滞损耗或矫顽力随应力强度变化的关系... 改进了JA—SW混合模型,使之能处理具有两种单轴各向异性的磁体.数值研究了面内应力对铁磁薄膜磁滞损耗和矫顽力的影响.结果表明,磁滞损耗和矫顽力与应力强度和应力施加方向以及外场取向有关.磁滞损耗或矫顽力随应力强度变化的关系曲线并不完全是单调增加的,比如当外场与易轴方向平行时会出现弯曲.另外,应力会造成矫顽力随外场取向角关系曲线的峰值偏移.结果与文献资料进行了广泛对比并对其差异进行了解释. 展开更多
关键词 JA-SW混合模型 磁滞损耗 矫顽力 应力
磁纳米线阵列交换偏置研究 预览
15
作者 郭子 《磁性材料及器件》 CAS 北大核心 2013年第2期13-16,33共5页
讨论了磁纳米线阵列中静磁相互作用导致的交换偏置问题。采用伊辛模型并利用蒙特卡洛方法比较了三角点阵纳米线阵列上不同反转比下的静磁相互作用能和形状各向异性能的大小。根据斯通纳.沃尔法斯模型,交换偏置场主要来自偶极相互作用... 讨论了磁纳米线阵列中静磁相互作用导致的交换偏置问题。采用伊辛模型并利用蒙特卡洛方法比较了三角点阵纳米线阵列上不同反转比下的静磁相互作用能和形状各向异性能的大小。根据斯通纳.沃尔法斯模型,交换偏置场主要来自偶极相互作用场。计算表明,交换偏置场随反转比增大相比最大值下降很快。纳米线长度涨落对体系的交换偏置影响很小。分析了实验中对实际纳米线阵列观察不到明显交换偏置现象的原因。 展开更多
关键词 磁纳米线阵列 静磁相互作用 形状各向异性 交换偏置
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Jiles-Atherton模型及其应用 预览 被引量:5
16
作者 郭子 《信息记录材料》 2013年第4期54-61,共8页
Jiles-Atherton(JA)模型由于具有计算简单、稳定方便、物理意义明确的优点,在压电材料、磁致伸缩材料、形状记忆合金为代表的新型智能材料的建模方面具有重要应用。但JA模型具有一些本质弱点,比如,它是一个非物理的模型,而且由于... Jiles-Atherton(JA)模型由于具有计算简单、稳定方便、物理意义明确的优点,在压电材料、磁致伸缩材料、形状记忆合金为代表的新型智能材料的建模方面具有重要应用。但JA模型具有一些本质弱点,比如,它是一个非物理的模型,而且由于是标量模型,不能处理各向异性。针对这些缺点许多作者做了大量改进工作。本文将对这些工作简单综述。还介绍了JA模型的2个主要应用:磁滞控制和磁二相系统的建模;介绍了JA模型以及JA逆模型的基本方程以及磁滞系统的逆补偿控制的基本概念和方法。对于JA模型用于磁二相系统的建模的优缺点也作了评述。 展开更多
关键词 磁滞 Jiles-Atherton模型 逆Jiles-Atherton模型 磁滞控制 二相系统
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应力对铁磁薄膜磁性质的影响 预览
17
作者 郭子 《信息记录材料》 2013年第1期56-63,共8页
应力对铁磁薄膜磁性质的影响是一个古老的话题。近年来,随着实验技术手段的不断进步,利用应力来调控磁性材料的宏观性质变得越来越方便,应力工程发挥出越来越重要的作用。本文简单综述了铁磁薄膜应力各向异性研究的建模、应力对矫顽... 应力对铁磁薄膜磁性质的影响是一个古老的话题。近年来,随着实验技术手段的不断进步,利用应力来调控磁性材料的宏观性质变得越来越方便,应力工程发挥出越来越重要的作用。本文简单综述了铁磁薄膜应力各向异性研究的建模、应力对矫顽力、磁滞损耗、磁致伸缩系数等性质的影响的研究进展以及存在的问题。由于垂直各向异性材料具有巨大的应用潜力,应力导致的垂直各向异性研究成为人们目前关注的热点。高分辨率的磁力显微镜等实验技术的应用,为理解一些系统中垂直各向异性的起源及与应力的关系提供了帮助。 展开更多
关键词 应力 各向异性 铁磁薄膜 建模
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外应力下交换偏置双层膜角度关系曲线的中心偏移现象 预览 被引量:1
18
作者 郭子 胡旭波 罗志环 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期738-744,共7页
研究了外应力与易轴夹角为任意角度Ψ时铁磁/反铁磁双层膜中交换偏置对外磁场取向角θ0的的依赖关系,特别是矫顽力和偏置场曲线的中心偏移现象。由于斯通纳-沃尔法斯模型和能量极小原理只能给出θ0部分取值下的矫顽力解析表达式,将不... 研究了外应力与易轴夹角为任意角度Ψ时铁磁/反铁磁双层膜中交换偏置对外磁场取向角θ0的的依赖关系,特别是矫顽力和偏置场曲线的中心偏移现象。由于斯通纳-沃尔法斯模型和能量极小原理只能给出θ0部分取值下的矫顽力解析表达式,将不满足能量极小原理的θ0取值部分的矫顽力用转换场近似,得到矫顽力的分段函数形式。数值计算显示,矫顽力和偏置场角度关系曲线是否发生中心偏移与Ψ取值有关:Ψ=π/4时,应力造成等效各向异性场强度的改变,并造成矫顽力和偏置场曲线中心的偏移;Ψ=π/2时,应力只改变等效各向异性场强度,而矫顽力和偏置场曲线不发生中心偏移。因此发生曲线中心偏移的条件是有效各向异性场对易轴的夹角θ*不为零。另外,只有θ*≠0时,才能发生交换偏置场的阶跃现象,说明该阶跃现象是转换场在θ*附近奇点造成的。 展开更多
关键词 铁磁 反铁磁双层膜 交换偏置 应力 矫顽力
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磁滞模型研究进展 预览 被引量:3
19
作者 郭子 《信息记录材料》 2012年第5期48-52,共5页
简述了磁滞以及更具一般性的材料滞回特性的主要特征。给出了常见滞回模型的性能对比和分析。重点介绍了磁性材料中常用的Jiles—Atheron模型、Preisach模型、斯通纳-沃尔法斯模型的概念和应用情况,特别是面对新材料磁滞特征模拟时它... 简述了磁滞以及更具一般性的材料滞回特性的主要特征。给出了常见滞回模型的性能对比和分析。重点介绍了磁性材料中常用的Jiles—Atheron模型、Preisach模型、斯通纳-沃尔法斯模型的概念和应用情况,特别是面对新材料磁滞特征模拟时它们的主要问题以及研究的进展情况。 展开更多
关键词 磁滞 Jiles—Atheron模型 PREISACH模型 斯通纳-沃尔法斯模型
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无序材料Anderson局域化研究的一些新进展 预览
20
作者 郭子 《材料导报:纳米与新材料专辑》 EI CAS 2012年第2期60-63,共4页
Anderson局域化是固体物理学的经典问题。近年来,随着研究的深入,Anderson局域化逐渐与光学、量子信息、纳米结构等领域的概念相结合,在研究领域上得到空前的扩展,并取得了许多重要的进展。简单综述了这些进展,并重点介绍了关联无... Anderson局域化是固体物理学的经典问题。近年来,随着研究的深入,Anderson局域化逐渐与光学、量子信息、纳米结构等领域的概念相结合,在研究领域上得到空前的扩展,并取得了许多重要的进展。简单综述了这些进展,并重点介绍了关联无序、梯度无序、并发纠缠、壳掺杂纳米线等相关概念和理论。 展开更多
关键词 Anderson局域化 关联无序 梯度无序 并发纠缠 壳掺杂纳米线
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