一、超导电流趋肤效应研究（论文文献综述）
方重阳[1]（2021）在《脉冲磁处理对齿轮钢接触疲劳性能影响研究》文中指出重载齿轮的可靠性对重载装备的机动性有至关重要的影响,在服役过程中齿轮需要承受较大冲击载荷,齿面容易发生点蚀、磨损等失效,随着国内外装备技术的发展,对齿轮的高端制造提出更高的要求,其核心问题是提升齿轮的疲劳性能,对于齿面就是提升其接触疲劳寿命,因此,找到一种满足齿轮高端制造的强化技术是亟待解决的问题。脉冲磁处理是近些年发展的强化技术,是磁化处理中的一种,其获得的磁场强度更高,可以更大程度改变材料力学性能,满足了齿轮高端制造的诸多条件。本文以20Cr2Ni4A齿轮钢作为研究对象,通过调控脉冲磁场强度,研究材料内部微观组织和力学性能的变化,结合有限元仿真探讨脉冲磁处理对齿轮钢的接触疲劳性能的影响机制。本文主要开展了如下研究:1、为达到脉冲磁处理要求,设计并搭建了脉冲磁处理试验机,采用电容器型脉冲电源,通过并联多个电源组件来提高放电脉冲强度,磁体尺寸为高50mm,中心孔径16mm,线圈导线采用2.5 mm×5.4 mm玻包扁铜线绕制,每匝之间采用碳纤维材料加固。磁场强度可达到30T,为脉冲磁处理实验奠定基础。2、通过COMSOL软件对脉冲磁处理多物理场环境仿真,建立了磁体与试样有限元模型,结果表明:在脉冲磁处理过程中20Cr2Ni4A材料内部会形成感应电流,改变了磁场在试样内的分布,出现趋肤效应,合理调控脉冲磁处理时间可以减小涡流效应引起的温升;试样在脉冲磁场中产生磁致伸缩现象,但磁致伸缩量很小可忽略不计,在9T时试样的磁致伸缩达到最大值,在脉冲磁处理实验时可以用9T作为临界磁场参数。3、应用电子背散射衍射仪、透射电镜、磁力显微镜观察了不同磁处理参数下试样晶粒、析出物、位错和磁畴的变化,结果显示:在试样经过脉冲磁处理后,材料内部存在的板条马氏体晶粒发生明显的细化现象,试样内部出现Fe、Ni、Cr等析出相的化合物,当磁场强度为9 T时,析出相分布更加均匀。随着磁场强度的增加位错运动加剧,4 T磁场强度处理后晶界处的位错向晶内移动,9T处理后试样晶粒内出现大量位错,分布趋于均匀。磁畴随磁场方向发生转变,迷宫畴逐渐变为条状畴,磁畴结构的相位差比未进行脉冲磁处理的试样有所提高。这表明脉冲磁处理有效改善了齿轮钢微观组织。4、对20Cr2Ni4A齿轮钢做了滚动接触疲劳实验,分别研究了同一应力循环次数下的抗疲劳性能和同一载荷下接触疲劳寿命,结果表明:随着磁场强度的增强,试样表面点蚀坑明显变少且分布更为均匀。接触疲劳寿命随磁感应强度的增加而增加,当磁场强度为9 T时,试样的平均寿命比未处理试样提高约42.11%。硬度随磁场强度变化很小,相对于未磁处理试样,磁处理后表面硬度有细微的增大。残余压应力随脉冲磁处理磁场强度明显增加,因此残余应力是影响脉冲磁处理试样疲劳性能的主要因素。仿真显示磁致伸缩所引起的表面压应力增大,表面应力减弱了材料实际受力,从而增加了滚动接触疲劳寿命。脉冲磁处理过程中,试样内部产生的磁应力可达到0.1 MPa,洛伦兹力的存在打破了位错运动阻碍,促进位错增殖,使得晶界间非均质性引起的局部高应力减少,宏观上残余应力分布更均匀,提高了齿轮钢的接触疲劳性能。
王安[2]（2021）在《隧道二极管共振装置在超导和强关联领域的应用》文中认为隧道二极管共振法（TDO）是一种功能强大的无线电波波段探测方法。它能够以十分简洁的实验装置实现对样品电阻率和磁化率的高精度探测。它被广泛应用于超导序参量的测量和极端条件下的相变以及量子振荡测量中,并且在非常规超导和量子相变的研究中起到了极为重要的作用。本论文主要利用隧道二极管共振法对CeRh6Ge4、CeRhIn5和Lu5xRh6Snn18+x三个材料的不同性质进行了研究,具体工作可概括成以下三个方面:1)重费米子铁磁量子临界材料CeRn6Ge4的电子结构研究。最近,我们实验室在重费米子铁磁材料CeRh6Ge4中发现了压强诱导的铁磁量子临界点,打破了先前人们关于纯净铁磁体系不存在铁磁量子临界的共识。为了研究铁磁量子临界的物理起源以及该材料的电子结构,本论文利用隧道二极管共振法以及机械悬臂法对CeRh6Ge4进行了转角量子振荡的测量。同时我们还计算了在4f电子的完全局域化和完全巡游化两个极端情况下的能带结构。经过分析对比,我们发现该材料的费米面与4f电子完全局域化的计算结果非常相近,这表明CeRh6Ge4不同于先前研究的巡游电子体系,4f电子的局域性可能该材料中存在铁磁量子临界点的一个重要因素。2)重费米子反铁磁材料CeRhIn5的压强-磁场多参量相图的探索。利用加压条件下的隧道二极管共振技术本论文对CeRhIns变磁相变的压强依赖关系进行了探测,发现变磁相变具有各向异性并且能够存在于该材料的超导相中。结合文献中的强磁场输运测量,本论文发现变磁相变在1 GPa以下几乎不变,而在1 GPa以上随着压强增大而往高场移动,这可能与CeRhIn5在加压时发生的磁结构变化有关。同时,CeRhIn5的变磁相变的各向异性也表明其压强-磁场相图可能具有各向异性。3)时间反演对称性破缺超导材料Lu5-xRh6Sn18+x的超导序参量研究。本论文采用隧道二极管共振法对材料的磁场穿透深度进行了测量,发现其低温穿透深度的改变量呈现指数温度依赖关系。结合对该材料超导相干长度以及穿透深度绝对值的分析,本论文发现其超流密度能够被常规超导的s波模型拟合。此外,对该材料能带结构的计算表明它具有三维的费米面,因而排除了对称性分析中允许时间反演对称性破缺的所有节点能隙配对状态的可能性。因此,Lu5-xRh6Sn18+x中的时间反演对称性破缺这种非常规的超导现象很可能由理论学家最新提出的环状约瑟夫森电流导致。
葛自勇[3]（2021）在《基于超导电路的量子模拟》文中提出近年来,利用人工量子系统模拟量子多体物理,即量子模拟,吸引了极大的研究兴趣。超导量子电路作为人工量子系统的一种,具有扩展性好,相干时间长,以及操作灵活和精度高等优势。因此,超导量子电路被认为是实现通用量子计算的最有竞争力的候选者之一,同时,多量子比特超导电路也是执行量子模拟的优秀平台。本论文主要聚焦于基于多量子比特超导电路的量子模拟研究。在第一部分,我们主要回顾了超导量子电路的基本知识,其中包括超导量子比特的实现、操控、读出、耦合和集成。通过这些基本知识的介绍,我们可以了解超导电路相较于其它人工量子系统的优势具体体现在哪里。同时,也为后面具体介绍基于超导电路的量子模拟工作奠定理论基础。第二部分中,我们研究了玻色-哈伯德梯子模型的动力学,尤其是双玻色子系统的动力学。通过解析和数值计算,我们发现在该系统中存在奇异的玻色子对的局域化,而该局域化是由强在位相互作用和特殊的晶格对称性导致的。随后,我们介绍了在一个由24个超导量子比特构成的梯子型超导处理器中模拟玻色-哈伯德梯子模型动力学的实验。在本实验中,我们观测到了上述的局域化现象。第三部分中,我们介绍了关于在一维超导电路中实现布洛赫振荡和瓦尼尔-斯塔克局域化的量子模拟实验。在该实验中,我们不仅利用单量子比特的读出展示了自旋在线性势下会出现局域化行为。同时利用双量子比特的联合读取,我们还研究了系统的热输运。实验结果表明,动能的输运在线性势能下也会被抑制。在第四部分里,我们讨论了如何利用超导量子电路去近似模拟一维的(Z2格点规范理论。我们基于一个一维的超导量子电路构造了一个特殊的有效哈密顿量,该哈密顿量是由一个(Z2格点规范理论和一个规范破缺项组成的。随后,我们系统研究了该有效模型的基态和动力学物理。通过数值计算,我们发现虽然该有效模型本身不存在规范不变性,但是在横场较大时,其基态会涌现出(Z2规范结构并处于禁闭相。另外,该禁闭的物理还可以通过动力学来体现,从而有望在未来的量子模拟实验中被观测到。在第五部分中,我们则简要介绍了另外两种特殊的量子多特系统,即非厄米拓扑能带系统和多体局域化系统。这里,我们主要通过狄拉克方程和流守恒方程来理解非厄米拓扑能带理论,通过多体本征态来理解多体局域化。我们的工作一方面不仅对量子多体物理的理解具有一定的启发意义,尤其是非平衡动力学,另一方面,也为今后进一步利用超导量子电路进行大规模量子模拟奠定了基础。
王春雨[4]（2021）在《高温超导直流感应加热铝棒的数值模拟》文中认为电磁感应加热被广泛应用于有色金属材料的加工中,传统交流感应加热方法能量利用率一般低于50%,而采用新型的高温超导直流感应加热方法,能够大幅度的提高感应加热的能量效率。在直流感应加热中,除了机械能转化为热能以及被加热的材料本身会与外界交换能量之外,基本上没有多余的损耗。因此,超导直流感应加热方法的能量利用率要比传统交流感应加热方法高很多。然而,目前的超导直流感应加热设备仍有许多不足之处,需要对感应加热设备的加热效果和工作稳定性等进行优化。本文按照高温超导直流感应加热设备的真实尺寸建立了三维完整模型和对称模型,对比了两种模型的数值结果,验证了对称模型的有效性,研究了直流感应加热中铝棒的材料参数对数值模拟结果的影响。本文的主要研究内容如下:首先,本文建立了直流感应加热铝棒的理论模型,给出了铝棒加热的电磁学控制方程和传热学控制方程,基于有限元方法建立了直流感应加热铝棒的二维模型,数值结果验证了二维铝棒旋转模型的正确性。接着,讨论了在均匀旋转磁场下铝棒横截面上的感应电流与磁场随着转速的变化。随后分析了网格剖分数量对数值模型计算精度和计算速度的影响,研究了三维模型中气隙的磁场分布受参数变化的影响。对比了气隙间磁场分布的数值模拟结果与实验结果。最后,基于数值模型研究了线圈电流大小、气隙宽度、磁化曲线、铝棒电导率和铝棒热学参数等对铝棒加热结果的影响,并分析了上述参数变化对铝棒所需加热时间的改变。研究了可调铁芯结构模型中铁芯分布对铝棒加热结果的影响。建立了使用非均匀铁芯结构的模型,讨论了非均匀铁芯模型的数值模拟结果。接着分析了梯度铁芯结构对数值模拟结果的影响,并且研究了梯度铁芯结构下铝棒尺寸对加热结果的影响。
李庆明[5]（2021）在《拓扑超导体和非厄米系统的量子输运》文中认为近十几年,对于材料的拓扑性质的探究成为了凝聚态领域最炙手可热的研究方向.同普通的绝缘体一样,拓扑材料的导带和价带之间亦存在绝缘的带隙.然而,在二维拓扑材料的边界却存在可以导通电子的边缘态.这种受拓扑保护的边缘态具有鲁棒性,对存在于系统中的杂质天然免疫.在厄米体系中,边缘态的数目及输运方向是由其体态的哈密顿量所描述的拓扑不变量来决定的,这种性质称之为体态-边界态的对应性.通过量子输运信号,可以精确的观测到这种不被杂质散射的边缘态.时至今日,对拓扑相的研究被广泛的扩展到凝聚态物理的其它分支,例如:拓扑超导体、拓扑量子计算、拓扑光学及非厄米系统等等.在本论文中,我们利用非平衡格林函数的方法探究拓扑超导体、非厄米量子环和非厄米扩展的Kitaev模型的量子输运性质.（1）我们在理论上数值计算了由磁性拓扑绝缘体和超导体耦合的异质结的输运性质（例如:电子隧穿和Andreev反射）.利用相图来阐述具有不同Majorana边缘态的拓扑相.当两个超导体通过近邻效应与磁性拓扑绝缘体的上下表面耦合时,磁性拓扑绝缘体产生拓扑量子相变,由量子反常霍尔相变为量子自旋霍尔相,此过程将会在拓扑超导体的边界诱导出具有chiral和helical共存的Majorana边缘态.这种Chern数N=±1的拓扑相最为突出的性质是:电子隧穿系数为5/4,而其他的散射过程所对应的系数为1/4.当超导体与非磁性拓扑绝缘体近邻耦合时,通过调节化学势,我们发现了完美的电子隧穿和完美的交叉Andreev反射系数交替出现;（2）我们调研了具有反厄米相互作用项的非厄米量子环的拓扑性质、能谱及持续电流.当反厄米相互作用项存在于量子环的原胞内部时,会在量子环的内部有效地诱导出合成规范场.规范场所产生的磁通量穿过量子环会产生AB效应.当量子环处在拓扑相时,系统的能带具有实数带隙,并且在环中有虚数的持续电流;当量子环处在拓扑平庸相时,系统的能带具有虚数的带隙,在环中有实数的持续电流.最后,我们计算了非厄米环与两个半无限长导线相连接时的电子输运性质.通过计算,我们发现电子的隧穿系数随着合成磁场呈现出AB振荡的性质;（3）我们提出了一个非厄米扩展的Kitaev链,扩展的Kitaev链中的电子和空穴之间的反厄米的相互作用可以产生非厄米趋肤效应.非厄米Kitaev模型中的两个拓扑相可以由系统的缠绕数定义.当系统处于拓扑平庸相时,Kitaev链具有受PT对称性保护的实数的本征能谱,并且系统的所有体态局域在链的一端.当系统处于拓扑非平庸相时,Kitaev链的PT对称性自发破缺,链的一端不仅存在局域的边界模,而且在链的两端还存在着Majorana零能模.通过量子输运性质,我们发现电子隧穿现象能够探测在Kitaev链中单向放大的趋肤模,同时Andreev反射系数能够提供在链边界处的Majorana零能模的输运信号.
杨飞[6]（2021）在《非平衡动力学：从二维材料自旋动力学到超导体的电磁响应》文中提出运用微观动力学方程的等时非平衡格林函数方法,本论文首先从自旋电子学领域中的动力学自旋Bloch方程入手,研究二维材料中的自旋动力学作为引子。之后,进入到本论文的主体部分—超导领域,建立被我们称为“规范不变动力学方程”的动力学理论以研究超导体丰富的电磁响应性质。在引子部分,通过采用动力学自旋Bloch方程,我们研究了双层过渡金属硫属化物中空穴的自旋动力学,包括Rashba自旋轨道耦合影响下K和K’谷空穴自旋的弛豫和扩散。由于双层材料的特性,我们发现两谷的面外自旋呈现出不同的弛豫（扩散）过程。特别地,在大自旋极化的弛豫（扩散）过程中,我们发现,两谷中原本相同的空穴浓度随着时间演化（沿着扩散方向）发生了破缺,从而产生了非平衡（稳态）谷极化。在主体部分,我们进入到超导领域,首先研究了平衡态中平移对称破缺超导体系内的超导电性,之后,我们重点探讨了非平衡动力学中超导体的电磁响应性质。平衡态的研究以Gorkov方程为基础。我们首先从对称性的角度,讨论了平移对称破缺后,实现非常规Cooper对的要求。基于对称性分析,我们指出,通过将自旋轨道耦合量子阱与平移对称破缺s-波超导体近邻耦合,所有四种对称性类型（偶频单态、奇频单态、偶频三态和奇频三态）的Cooper对均会在量子阱中出现。而量子阱中库仑相互作用的自能以及不可避免的plasmon效应,则可以诱导出全部四种对称性的超导序参量。之后,我们讨论了在自旋轨道耦合s-波超导体中,利用磁场的Zeeman效应破缺掉平移对称性（产生出Cooper对质心动量）的可能。我们发现,磁场会导致两种具有Cooper对质心动量的超导相:小场下的drift-BCS态和大场下的Fulde-Ferrell态,前者中的Cooper对质心动量源于能带扭曲,后者与传统Fulde-Ferrell态类似。在处理非平衡性质时,Gorkov方程中格林函数涉及到的信息因为过于庞大从而有着很大的计算难度。针对这一问题,需要衍生出用于处理非平衡物理的微观动力学方程。为此,我们首先采用Yu和Wu建立的规范不变光学Bloc方程方法,研究了手征p-波超导态的反常霍尔效应。我们展示反常霍尔效应的内禀通道因为伽利略不变性而为零,但杂质散射可以诱导出外禀通道。与文献中Kubo费曼图方法给出的线性响应的偏转散射通道相比,我们除了为这一通道提供微观动力学描述外,还揭示出一个新的通道:非线性激发导致的低阶Born贡献,后者在弱杂质相互作用体系占据主导。之后,我们发展了规范不变光学Bloch方程,使其囊括进完整的电磁效应和超流动力学,由此建立起超导体规范不变动力学方程。我们首先证明规范不变动力学方程满足超导体中的Nambu规范结构,因而自然地满足电荷守恒。紧接着,通过规范不变动力学方程,我们讨论了静磁响应和低频光学响应中的电流激发。除了恢复出文献中为人熟知的结果（包括静磁响应中的Meissner超流和Ginzburg-Landau方程以及低频光学响应中的二流体模型）外,我们发现,只有当电磁场激发出的超流速度超过某一阈值时,体系中才会出现正常流体和散射。特别地,我们指出,超流体和正常流体的电流之间存在摩擦。由于这种摩擦,部分超流体具有了黏滞性。我们因而提出了超导体的三流体模型:正常流体、有黏滞的超流体和无黏滞的超流体,以此来描述超导态的电磁响应。基于三流体模型,我们揭示出丰富的物理行为,包括静磁响应中隧穿深度受散射影响的原因、修正的Ginzburg-Landau方程和同时具有非零能隙和非零电阻的热力学相、以及低频光学响应中由三流体模型描述的光电导。随后,我们展示,规范不变动力学方程提供了一套有效的方法,能够不分伯仲地计算超导体集体激发Nambu-Goldstone模和Higgs模的电磁响应。基于规范不变动力学方程,我们除了恢复出文献中关于这两种集体激发的线性响应的传统结果外,还指出Higgs模的二阶响应完全归因于驱动效应（包括光电场驱动效应和磁矢势抗磁效应）而非文献中广泛认定的磁矢势顺磁效应。同时,我们推得了 Nambu-Goldstone模非零的二阶光学响应,并且发现,由于电荷守恒恒的保护,这一响应可以避免Anderson-Higgs机制的影响从而能够被有效激发。为此我们还提出了一个可能的实验探测方案。接下来,我们展示,规范不变动力学方程提供了一套有效的办法处理散射效应。基于规范不变动力学方程,我们发现,在线性区,散射造成的光吸收可以很好地描述实验上在正常趋肤区脏超导样品中观测到的光学特征。而在二阶区我们指出,散射效应在Higgs模的光学响应信号中造成一个相移,并且该相移在ω=|Δ|处会展现出π跳跃。此外,我们还指出,杂质散射可以在光脉冲结束后造成Higgs模激发的衰减行为。综上,规范不变动力学方程不仅同时囊括了正常流体和超流体的动力学描述,且作为一套规范不变理论,这套方程既能够计算磁场响应也可以处理光学响应,并且可以用于线性响应和非线性响应的研究。由于规范不变性,规范不变动力学方程得以保证对电磁学性质非常关键的电荷守恒。同时,规范不变动力学方程还能够处理超导体中各样集体激发的电磁响应。此外,得益于等时非平衡格林函数方法,我们在规范不变动力学方程构造了完整的微观散射项,因而可以阐述散射效应的影响。除了恢复出许多文献中众所周知的结果外,我们还揭示出超导体电磁响应中更为丰富的物理。所以,规范不变动力学方程实际上提供了一套有效的方法研究/计算超导体的非平衡动力学行为和电磁响应性质,我们因而展望这套方程能够在超导领域揭示更多的丰富物理。最后,我们探索性地将规范不变动力学方程的方法应用到d-波超导体系Higgs模的研究中,以推导呼吸Higgs模和d-波序参量体系独有的旋转Higgs模能谱的解析表达式,并探讨他们的动力学性质包括光学响应、磁场响应以及最近实验上较为关心的赝能隙相中负的热霍尔信号。本论文内容多为解析研究。为方便阅读,正文中只呈现具体的模型和推导后的结果以及图像性的分析,冗长的推导细节则被置于十个附录中。以下,是具体的章节摘要。引子部分,从第1章到第2章,我们研究了双层过渡金属硫属化物中空穴的自旋动力学。在第1章中,我们首先介绍了二维材料单双层过渡金属硫属化物,以及这类材料中谷动力学（包括自由载流子的谷霍尔效应,激子的谷极化和去谷极化机制）和自旋电子学（包括自旋的注入和探测、时间域自旋弛豫的主要机制,以及理解空间域自旋扩散的模型）的研究进展。特别地,在双层过渡金属硫属化物中,得益于材料特性,K和K’谷的空穴不仅可以通过自旋-层锁定效应实现自旋在实空间的分离,还可以利用手征光学选择定则激发自旋极化。该二维体系因而为探索自旋动力学提供一个理想的平台,并在自旋电子学领域展现出可能的应用前景。由此,理解这一类材料中空穴自旋的弛豫和扩散行为成为了亟待研究的问题。针对这一问题,在第2章中,我们首先介绍自旋电子学领域中的动力学自旋Bloch方程。动力学自旋Bloch方程,是Wu基于等时非平衡格林函数方法将半导体中的光学Bloch方程推广到自旋空间建立和发展起来的。它不仅包含了微观散射效应,还可以处理多体效应。运用动力学自旋Bloch方程,我们研究了双层过渡金属硫属化物中K和K’谷空穴的自旋动力学。考虑到实验上对空穴浓度的电学调控,我们讨论了门电压诱导的Rashba自旋轨道耦合对自旋弛豫和扩散的影响。相比传统的面内形式,双层过渡金属硫属化物中的Rashba自旋轨道耦合多出一个谷依赖的面外分量,从而提供了一个在K和K’谷方向相反的类Zeeman场,由此造成了丰富的自旋动力学行为。对于自旋弛豫,在谷间空穴-声子散射作用下,类Zeeman场为面内自旋打开了一个谷间弛豫通道,其主导了面内自旋的弛豫。对于面外自旋极化,类Zeeman场会与Hartree-Fock有效磁场叠加,后者在两谷方向相同。由此,K和K’谷呈现出不同的总有效磁场强度,从而导致两谷具有不同的自旋弛豫时间。提高温度/浓度以增强谷间空穴-声子散射能够极大地抑制两谷自旋弛豫时间的不同。有意思的是,在大自旋极化的弛豫过程中,我们发现,两谷中原本相同的空穴浓度随着时间演化发生了破缺,致使体系中诱导出谷极化。根据我们的计算,在自旋极化为60%时,这种非平衡谷极化能够超过1%且能持续数百ps,因而有很大可能被实验观测。双层过渡金属硫属化物中的谷内系统,实际上为Zeeman场存在下的Rashba自旋轨道耦合体系。从微观层面研究这一经典体系的自旋扩散无疑具有重要意义,但文献中鲜有对此的研究报道。我们发现,在单谷中,通过调节该谷的总有效磁场强度,面外自旋的扩散行为可以分为四个区域。在不同的区域,自旋扩散长度展现出不同散射、总有效磁场强度和自旋轨道耦合强度的依赖。由于K和K’谷具有不同的总有效磁场强度,两谷因而展现出不同的自旋扩散长度。增强谷间空穴-声子散射则可以抑制两谷自旋扩散长度的不同。此外,在单边固定的大的面外自旋注入下,我们发现,体系沿着扩散方向会建立起稳态的谷极化,与时间域谷极化的产生机制相同。然而,时间域的谷极化会随着谷内散射的增强而减弱,但空间域产生的谷极化能够通过增加杂质浓度来加强。主体部分,从第3章到第11章,我们进入到超导领域,首先研究了平衡态中平移对称破缺超导体系内的超导电性,之后,我们重点探讨了非平衡动力学中超导体的电磁响应性质。针对平衡态的研究,在第3章中,我们首先介绍了 Cooper对的四种对称性分类:偶频单态、奇频单态、偶频三态和奇频三态,以及在空间均匀体系实现后三类非常规Cooper对所需要的对称性破缺。但体系中非常规Cooper对的存在并不能保证非常规超导序参量的产生,这是因为非常规超导电性的产生往往还对配对势的对称性有特殊的要求。之后,我们介绍了超导体中两点格林函数所满足的基本方程:Gorkov方程。该方程包含了体系中所有的信息,所以可作为研究和计算超导态性质的出发点。运用平衡态Gorkov方程,我们介绍了一些可能实现非常规Cooper对/超导电性的具体材料和体系,包括与铁磁体近邻耦合的常规超导体、非中心反演对称的非常规超导体,具有自旋轨道耦合的常规超导体、目前广受争议的非常规超导体Sr2RuO4,和可能具有p-波吸引势的重费米子超导材料。紧接着,我们介绍了在均匀超导体中利用Zeeman效应自发破缺掉平移对称性（产生出Cooper对质心动量）的可能,即Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）态。但在各向同性体系中,旋转对称性的自发破缺不利于FFLO态对抗杂质缺陷和热力学涨落。为此,文献中指出,在Zeeman效应作用下,利用自旋轨道耦合造成体系的各向异性,能够使Cooper对质心动量以最优化形成来保证FFLO态的稳定,我们综述了文献中对此的理论进展。在第4章中,运用平衡态Gorkov方程,我们研究了平移对称破缺后,非常规Cooper对和序参量的实现。我们首先从对称性的角度,讨论了平移对称破缺后,实现非常规Cooper对的要求。我们发现,与传统的空间均匀体系中的要求相比,原本难以实现的奇频单态Cooper对在平移对称破缺后会固有地存在,并且平移对称破缺后,只需破缺掉自旋旋转对称性即可实现偶频三态和奇频三态Cooper对。由此我们指出,通过将自旋轨道耦合量子阱与平移对称破缺s-波超导体近邻耦合,所有四种对称性类型的Cooper对均会在量子阱中出现。在此基础上,通过考虑库仑相互作用的自能以及二维体系中不可避免的plasmon效应计算量子阱中的超导序参量,我们展示体系中可以实现全部四种对称性的超导电性。为具体说明这一情况,我们考虑了与处于FFLO相或存在超流的s-波超导体近邻耦合的InSb（110）量子阱,并推导了四种超导序参量的解析表达式。得益于材料特性,我们推得了s-波的偶频单态序参量、p-波的奇频单态序参量、p-波偶频三态的序参量、以及d-波的奇频三态序参量。特别地,在合适浓度下,常规的s波序参量会受到抑制,此时非常规序参量会占据主导,从而利于实验上的探测。在第5章中,我们研究了自旋轨道耦合s-波超导体中的Fulde-Ferrell态。不同于文献中求解多变量极值的全数值理论工作,我们运用平衡态Gorkov方程解析上求解反常格林函数来得到能隙方程,然后,通过求解基态能关于单个参数即Cooper对质心动量的最小值来确定超导态性质,由此可以对超导态的微观性质进行详细讨论。我们发现,在自旋轨道耦合s-波超导体中,外加磁场可以诱导出两种具有Cooper对质心动量的超导相。具体地,在小磁场下,电子能谱的扭曲可以诱导出Cooper对质心动量,但体系中不存在反常关联消失的非配对区。我们将这一超导相称为drift-BCS态。将磁场进一步增大至某一临界点,体系中出现了非配对区,从而落入Fulde-Ferrell态。我们发现,在临界点附近,质心动量会突然增加,并且序参量会急剧减小,表明体系发生了一级相变。此外,我们还发现了由自旋轨道耦合翻转项导致的Pauli极限的增强,以及因此而造成的存在Fulde-Ferrell态磁场区域的扩大。最后,我们还讨论了自旋轨道耦合诱导的三态Cooper对,并展示Cooper对自旋极化在drift-BCS态和Fulde-Ferrell态呈现出完全不同的磁场依赖,从而为实验上区分两种超导相提供了一种可能的方案。从第6章到第11章,我们从非平衡动力学的角度研究了超导体丰富的电磁响应性质。在第6章中,我们首先介绍最早由Nambu提出的超导体规范结构,以及超导态中规范不变与电荷守恒等价的证明。紧接着,我们介绍了超导体中各样的集体激发,包括Nambu-Goldstone模（序参量相位涨落）和相关的Anderson-Higgs机制、Legget t模（两带超导体中两带序参量相位差涨落）、Tc附近的Nambu-Goldstone模:Carlson-Goldman模、Higgs模（序参量模值涨落）,以及Bardasis-Schrieffer模（轨道角动量不同于平衡态序参量的序参量模值涨落）。此外,我们还介绍了超导体中杂质效应对平衡态的影响:Anderson定理。之后,我们综述了超导体对电磁响应特别是对THz光场响应的实验和理论研究进展。具体地,相关的实验进展包括静磁响应中的Meissner效应,早期用于实验分析的宏观Ginzburg-Landau唯象理论、低频光学响应中由唯象二流体模型描述的光电导行为、还有THz频率范围内,反常和正常趋肤区超导体中不同的光吸收行为、非线性光学响应中的Higgs模激发和相关信号相位的π跃变、以及两带超导体内非线性光学响应中的Leggett模激发。在理论方面的综述中,我们指出,一套完整的电磁响应理论上应当满足如下的四个条件:（ⅰ）既能够计算磁场响应也可以处理光学响应,并且可以用于线性响应和非线性响应的研究,即必须完整地囊括由电场E所致和直接由磁矢势A造成的电磁效应;（ⅱ）能够自恰地推导出超导体内各样集体激发的电磁响应;（ⅲ）能够计算不可避免的散射效应;（ⅳ）应当是规范不变的,即满足Nambu提出的超导体规范结构,这点在超导体中尤为重要。然而,相比于超导领域在过去数十年间不断增加的丰富的实验现象,超导体电磁响应的微观理论,尽管在BCS超导电性理论的框架下已经经过了五十多年的发展,但文献中建立起的各样的理论,包括基于Kubo流流关联推出的反常趋肤区的Mattis-Bardeen理论、Anderson赝自旋图景下推出的Liouville和Bloch方程,半经典的准粒子Boltzmann方程、准经典近似框架下使用τ3-格林函数从Gorkov方程中推出的Eilenberger和Usadel方程、Yu和Wu在等时近似下使用τ0-格林函数建立起的规范不变光学Bloch方程,均无法满足上述全部条件,从而存有一定的不足。在第7章中,我们首先采用规范不变光学Bloch方程方法,讨论了手征p-波超导态的反常霍尔效应。我们证明内禀反常霍尔电导因为伽利略不变性为零,而杂质散射可以诱导出非零的外禀反常霍尔电导。与文献中Kubo费曼图方法给出的线性响应的偏转散射通道相比,我们除了为这一通道提供微观动力学描述外,还揭示出一个新的通道:非线性激发导致的低阶Born贡献。因为难以在准经典方法中处理准粒子关联或在Kubo费曼图方法中囊括非线性效应,这一新的通道在文献中被长期忽视掉了,但该通道在弱杂质相互作用体系会主导反常霍尔电导的产生。最后,受实验上在“金属/铁磁体/超导体”结中观测到的序参量和交换场的隧穿效应的启发,我们还讨论了存在空间依赖磁场时的情况,此时空间平移对称即伽利略不变性的破缺使得内禀反常霍尔电导不再为零。在第8章中,我们发展了规范不变光学Bloch方程,使其囊括进完整的电磁效应和超流动力学,由此建立起超导体规范不变动力学方程。从基本物理出发,我们首先证明,规范不变动力学方程满足Nambu规范结构,因而自然地满足电荷守恒。紧接着,通过使用规范不变动力学方程,我们关注静磁响应和低频光学响应中的电流激发。我们指出,只有当电磁场激发出的超流速度υs超过阈值υL=|Δ|/kF时,体系中才会出现正常流体和散射。有意思的是,我们发现超流体和正常流体电流之间存在摩擦。由于这种摩擦,部分超流体具有了黏滞性,由此我们提出了超导体系在υs>υL时的三流体模型:正常流体、有黏滞的超流体和无黏滞的超流体,以此来描述超导态的电磁响应。对于静磁响应,当υs<υL只存在超流体时,我们严格地恢复出了Meissner超流,并且能隙方程在相变温度附近可以严格约化为Ginzburg-Landau方程。当υs>υL时,静磁响应电流由三流体模型描述。特别地,与超流体中直接被磁通激发出Meissner超流不同,正常流体虽然不受磁通驱动,但在上述提到的与超流体电流的摩擦带动下,正常流体中也会诱导出电流。此时,正常流体电流和有黏滞的超流体电流的存在,使得隧穿深度受到了散射的影响。此外,我们还预言了一个同时具有非零能隙和非零电阻的热力学相。对于光学响应,规范不变动力学方程计算出的正常流体电流呈现出Drude模型行为,而超流体电流包括Meissner超流部分和Bogoliubov准粒子流部分。这样,在低温下,我们严格恢复出了文献中的二流体模型。然而,我们展示,超流体和正常流体的电流之间存在摩擦,使得光电导行为由三流体模型描述。在第9章中,我们展示,规范不变动力学方程提供了一套有效的方法,能够不分伯仲地计算超导体集体激发Nambu-Goldstone模和Higgs模的电磁响应。我们讨论了两种集体激发在线性区和二阶区的光学响应。我们发现,Higgs模的线性响应会在长波极限下消失,因此不在光学实验中显现。而Nambu-Goldstone模的线性响应会与长程库仑相互作用耦合,因此会触发Anderson-Higgs机制,使得该激发模原本无能隙的能谱被有效地提高到高能的plasmon频率,从而无法被有效激发,与文献中的结果一致。二阶响应则呈现出完全不同的物理。一方面,在二阶区可以于长波极限下得到Higgs模非零的光学响应,且在2ω=2Δ0时展现出共振行为,与实验发现一致。我们指出,该二阶响应实际上完全归因于驱动效应（光电场驱动效应和磁矢势抗磁效应）而非文献中广泛认定的磁矢势泵浦效应（顺磁效应）。另一方面,我们也发现了 Nambu-Goldstone模非零的二阶光学响应,并且由于电荷守恒,这一响应会与长程库仑相互作用解耦,从而避免掉Anderson-Higgs机制的影响,因而能够保持原本无能隙的能谱,进而可以被有效激发。我们为此还提出了一个基于Josephson结的可能方案用以实验上的探测。在第10章中,通过规范不变动力学方程,我们讨论了散射效应对正常趋肤区超导体THz光学性质的影响。我们考虑了多周期THz光脉冲驱动中线性和非线性响应的情况。我们展示,线性区散射诱导的光吸收σ1s（ω）可以很好地描述实验上在正常趋肤区脏超导样品中观测到的光学特征,包括低温下σ1s（ω）在ω=2|Δ|处的转变和其在ω<2|Δ|频段随频率下降的上升。此外,我们证明,规范不变动力学方程得到的超导态光电导在T>Tc序参量趋于零时可以严格回到了正常金属中Drude模型或传统Boltzmann方程描述的光电导。尽我们所知,由于在超导态中难以自恰计算散射顶角修正的阶梯图,文献中还没有理论可以在超导态光电导计算中,当温度从T<T.变到T>Tc时恢复出正常态的光电导。所以规范不变动力学方程实际上提供了一套有效的办法处理散射效应。在二阶区我们发现,散射效应在Higgs模的光学响应信号中造成一个相移。特别地,该相移在ω=|Δ|处会展现出明显的π跳跃,从而为实验探测提供了一个明显的特征。最后,通过研究光脉冲结束后Higgs模激发的衰减,我们揭示了由弹性散射引发的弛豫机制。在第11章中,我们探索性地将规范不变动力学方程方法应用到d-波超导体系Higgs模的研究中。我们首先推导了呼吸Higgs模和波序参量体系独有的旋转Higgs模能谱的解析表达式,这为实验上寻找共振频率提供了可能的帮助。之后,我们研究了他们的动力学性质。我们发现,呼吸Higgs模在二阶光学响应中可见,且该过程与光场的极化方向无关。旋转Higgs模在光学响应中不活跃,但我们发现了该集体激发对磁场非零的线性响应,由此可以预期通过磁共振实验来探测旋转Higgs模。特别地,我们还发现,电中性的旋转Higgs模,虽然不能在电学测量中显现,但却可以在赝能隙相中产生负的霍尔热导。这一发现极有可能描述实验上最新在铜基超导体重掺杂赝能隙相中观测到的负的热霍尔信号。我们由此推测,实验中在赝能隙相产生负的热霍尔信号的未知电中性元激发,可能为旋转Higgs模。最后,我们在第12章中对本论文的内容进行了总结。
焦灿[7]（2020）在《储能型高温超导脉冲变压器线圈的电磁分析与设计》文中研究说明小型化、轻量化是脉冲电源实用化过程中的必然发展趋势。随着对高温超导材料研究进程的不断推进,高温超导设备实用进程加快,基于高温超导脉冲变压器的脉冲电源展现出远大的发展前景。储能型高温超导脉冲变压器集高密度储能和脉冲压缩于一体,是电感储能型脉冲功率电源的重要设备之一。当前高温超导脉冲变压器的相关文献大多针对电路拓扑的设计,而对线圈的电磁分析和优化设计相对较少。电感储能的相关文献中针对高温超导储能磁体的线圈设计的报道居多,针对储能型超导脉冲变压器线圈的文献较少。为此,本文针对储能型高温超导脉冲变压器的线圈结构提出了几种优化方案,进行了仿真和计算分析。首先,本文介绍了超导带材的区别,选取了日本住友公司HT-NX类型的Bi2223/Ag带材,还介绍了通过将励磁线和带材特性曲线拟合成的函数联立,计算铋系超导带材临界电流的方法。为降低趋肤效应对电阻的影响,提升副边线圈感应电流,针对储能型高温超导脉冲变压器的副边电感线圈设计四种分片的方案,利用有限元仿真软件Ansys Maxwell的瞬态仿真模块进行分析。然后,为提升高温超导脉冲变压器的临界电流、储能容量、储能密度等性能,设计了采用D型、跑道型线圈的单模块超导脉冲变压器结构,利用Ansys Maxwell静态仿真的2D模块,建立三种形状超导变压器的模型,计算并分析结构对脉冲变压器耦合系数和超导线圈储能密度的影响。在单模块的储能型高温超导脉冲变压器线圈的基础上,设计采用圆环形线圈、D型线圈和跑道型线圈结构的多模块高温超导脉冲变压器,利用Ansys Maxwell静态仿真的3D模块,仿真分析不同线圈结构对多模块超导变压器性能的影响。综上研究表明,对于采用副边线圈分片的高温超导脉冲变压器,由于受到环流影响,副边电感线圈感应出的脉冲电流未实现提升。对于带材总量一定的单模块超导脉冲变压器,圆环形线圈和D型线圈结构的储能容量和耦合系数较高,考虑线圈中心空气域,D型结构变压器超导线圈的储能密度最大。对于带材总量一定的多模块储能型高温超导脉冲变压器,跑道型线圈结构能够获得较高储能容量,而D型线圈结构能够获得较高的储能密度。这为储能型高温超导脉冲变压器的实用和发展提供了一些参考,也对脉冲功率电源的小型化、轻量化的优化设计有一定的价值。
杨哲森[8]（2020）在《非厄米能带理论和体边对应》文中认为体边对应在拓扑能带理论的发展过程中起到了至关重要的作用。一般而言,开边界系统中拓扑非平庸的边界态可以由定义在布洛赫哈密顿量中的拓扑不变量来忠实刻画。例如,整数量子霍尔效应中的手征边态可以由定义在整个二维布里渊区中贝里曲率的积分,也就是陈数,来精确地预测。最近,传统的体边对应在非厄米体系中受到了挑战。一些非厄米哈密顿量的开边界能谱完全不能用周期边界能谱来近似,与之相应的拓扑非平庸边界态也不再可以布洛赫哈密顿量所定义的拓扑不变量来刻画。进一步的研究发现,在这类破坏体边对应的非厄米系统中,所有的开边界的本征态可以不是拓展态,而是局域在边界上的局域态,这种现象被称为非厄米趋肤效应。为了恢复体边对应,人们把布里渊区的概念推广到了开边界体系,提出了所谓的广义布里渊区的概念。在厄米系统中,广义布里渊区和布里渊区是重合的,但是在非厄米系统中,它们可以不重合。借助于广义布里渊区,人们发现开边界体系的非平庸边界态可以由定义在广义布里渊区上的拓扑不变量来忠实的描写。本论文的第一个主题便是讨论非厄米系统中的体边对应以及非厄米趋肤效应。我们首先证明,在非厄米系统中下面一些概念及现象是等价的:（1）不同边界条件下能谱的巨大差异性;（2）非厄米趋肤效应的出现;（3）广义布里渊区与布里渊区不重合。接着我们证明,上述三个等价的现象都可以由布洛赫哈密顿量能谱的拓扑来刻画。我们详细的讨论了广义布里渊区与非厄米能带的几何含义,并且提出一个解析计算广义布里渊区的方法,也就是辅助广义布里渊区的概念。并且,我们详细分析了非厄米趋肤效应和对称性的关系,并且指出如何在只引入在位耗散这种实验可控的非厄米项的前提下,去实现非厄米趋肤效应。最后,我们讨论了自能修正和非厄米哈密顿量的关系,并且指出在周期驱动近邻超导系统中,自能的线性和非线性效应将起到非平凡的作用。如果广义布里渊区和布里渊区完全重合,那么,开边界系统可以由布洛赫哈密顿量近似。本论文的第二个主题便是研究在这类系统中非厄米能带简并点和简并线的拓扑性质。这其中包括一类特殊的非厄米能带简并点或者简并线,也就是奇异点或者奇异线。这这些奇异点或者奇异线上,非厄米哈密顿量变得不可对角。我们首先证明在二维非厄米系统中,简并点以及奇异点的拓扑荷的定义问题,在给出了正确拓扑荷的定义,我们证明了二维非厄米系统中的稳定的奇异点一定是成对出现的。这也就是所谓的no-go定理。在三维系统中,我们证明稳定的非厄米能带简并是一些三维布里渊区中的奇异线。这些奇异线可以相互之间嵌套扭结在一起。因此,如何刻画这些拓扑非平庸的扭结相是一个有趣的问题。我们首先引入琼斯多项式来作为扭结不变量来系统的分类这些非平凡的奇异线。最后,我们证明,在扭结相变点附近,由微扰生成的扭结相的琼斯多项式完全取决于奇异线在每一个相交点附近的局域演化。
崔文学[9]（2020）在《电路QED晶格系统中光子局域特性和拓扑光子态研究》文中进行了进一步梳理拓扑绝缘体是一种具有新奇特性的材料,与传统的绝缘体有着不同的能带结构,其内部是存在带隙的绝缘体,而表面却是受时间反演对称性保护的金属态。拓扑绝缘体已经成为凝聚态物理学的重要研究领域,在自旋电子学以及拓扑量子计算方面有着重要的应用。另一方面,非厄米拓扑系统的理论与实验研究受到了广泛地关注,体边对应关系破坏、非厄米趋肤效应以及分数化拓扑数等新奇现象被揭示。拓扑系统及非厄米拓扑系统的最初研究主要基于固态电子系统,研究发现光子、声子等玻色子也具有类似电子的能带结构,使基于玻色系统的量子模拟成为可能。电路量子电动力学（QED）晶格作为典型的玻色量子光学系统,由于具有超强耦合、灵活的可调参数以及结构可设计性,广泛地用于凝聚态物理的拓扑量子模拟。利用电路QED晶格系统的玻色统计特性也很容易实现拓扑相关现象的探测。基于电路QED晶格系统,本文研究了拓扑和非拓扑态、局域态,以及光子局域特性,具体研究内容如下:1)基于周期驱动不可通约的电路QED晶格系统,本文研究了单粒子的连续时间量子行走。我们发现,量子行走的动力学过程受不可通约势强度和驱动周期强度的共同影响。在高频极限下,由于系统发生安德森局域,单粒子的量子行走表现出高度的局域性。通过计算均方差位移,发现量子行走的动力学局域过程对应零幂率分布。通过计算平均信息熵,发现次近邻相互作用对量子行走局域的高频极限条件更为严苛。此外,基于电路QED晶格系统的输入-输出过程,可以得到局域边缘态的特性。2)在耦合电路QED晶格系统中,本文研究了由链间耦合诱导的拓扑光子态和非拓扑光子态。通过数值计算系统的能量本征值谱和态分布可以清晰地观察到这些光子态的变化。随着链间耦合强度的不断增大,系统中拓扑非平凡的界面态将逐渐消失,最终形成两个非拓扑的杂质态。同时,两个新的拓扑非平凡的边界态出现在系统中间两个格点的两侧。通过展示相图,可以获得系统的相变特征。此外,基于电路QED晶格系统的输入-输出过程,通过探测腔场的平均光子数,可以得到光子态局域特性。3)在非厄米电路QED晶格系统中,本文研究了非互易耦合强度的改变对系统能量本征值谱的影响。随着非互易耦合强度的不断增大,系统会出现具有特殊能量本征值的局域光子态,包括简并的零能边缘态、具有纯虚能量本征值的界面态和束缚态。我们研究了系统在不同拓扑区间的态分布,通过明暗条纹的出现与消失来描述这些局域光子态的变化。此外,研究了任意晶格格点处光子态的动力学过程,我们发现非互易耦合强度破坏了边缘态的抑制作用,对光子态的动力学演化有聚集作用,并且这种聚集作用不受在位缺陷势的影响。
张怡良[10]（2020）在《无线充电系统耦合结构及其抗偏移性的研究》文中研究说明无线充电技术是一种通过非接触式线圈组之间的电磁耦合方式来实现能量从原级向次级传输的技术。这种技术有效地解决了不宜连接导线场景的供电问题,同时也提高了供电过程中的便利性和安全性。当前制约无线充电技术更广泛传播的因素有线圈的传输效率和线圈的抗偏移性等。传输效率的提高可以通过改进线圈结构、加屏蔽装置、优化电路拓扑等,提高耦合线圈的抗偏移性也可以通过优化设计线圈结构。同时通过准确测量线圈的偏移量信息也可以减少因偏移量测量不准确而引起的误差,从而减少线圈耦合过程中的能量损耗,获得更高传输效率。因此通过设计一种新型耦合线圈结构并且准确获取次级线圈的偏移量来提高传输效率和抗偏移性十分必要。本文首先介绍了无线充电技术在国内外的发展状况和应用。同时从目标检测角度出发,介绍了传统的目标检测方法和基于神经网络的方法,通过对比选择出了适合准确测量无线充电线圈次级线圈偏移量的方法。其次,本文设计了一种以圆形线圈为发射端-多方形线圈群为接收端的无线充电耦合线圈结构。通过有限元仿真对该模型与传统的圆形和方形线圈结构进行了对比分析,结果表明在5k Hz频率且线圈间隙为10cm时,设计的充电线圈模型的传输效率能达到90%以上,远高于传统的圆形和方形结构;在0到38.5%的次级线圈组长度占比范围内进行偏移时,设计线圈的抗偏移性也优于传统单一圆形和方形线圈结构。最后,本文还从精准获得线圈偏移量的角度出发,设计了精准获得线圈偏移量的方法,来减少测量误差大引起的效率低问题。该方法选择了不同类型的无线充电线圈图片作为训练集,并且通过圆-方混合标记方法进行标记,Darknet-53网络进行训练。训练数据集包括具有不同障碍,完整性,清晰度和高度的图像。在预测过程中,测量摄像头与线圈之间的垂直高度,以获得实际的偏移距离。然后,导出了相机偏移的校正因子以消除角度偏移的影响结果表明,与YOLOv3中的传统的识别方法相比,本文设计的标记方法训练出的权重文件和后处理过程在预测过程可以获得更好的线圈偏移量测量精度和更低的平均损耗。
二、超导电流趋肤效应研究（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、超导电流趋肤效应研究（论文提纲范文）
（1）脉冲磁处理对齿轮钢接触疲劳性能影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 强磁场技术的发展现状 |
| 1.3 强磁场的分类 |
| 1.3.1 稳态强磁场 |
| 1.3.2 脉冲强磁场 |
| 1.4 脉冲磁处理对金属的影响 |
| 1.5 本课题研究内容 |
| 2 实验材料及设备 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 脉冲磁处理试验机搭建 |
| 2.2.1 试验机指标参数 |
| 2.2.2 电源系统设计 |
| 2.2.3 磁体设计 |
| 2.2.4 试验机搭建 |
| 2.3 滚动接触疲劳试验机 |
| 2.4 分析测试设备 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 脉冲磁处理多物理场仿真 |
| 3.1 脉冲磁场系统模型 |
| 3.1.1 电磁模型 |
| 3.1.2 磁热力耦合模型 |
| 3.2 仿真建模及参数确定 |
| 3.3 仿真结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 脉冲磁处理对20Cr2Ni4A微观组织的影响 |
| 4.1 试验参数设计 |
| 4.2 脉冲磁处理试验 |
| 4.3 脉冲磁处理对晶粒的影响 |
| 4.4 脉冲磁处理对析出物的影响 |
| 4.5 脉冲磁处理对位错的影响 |
| 4.6 脉冲磁处理对磁畴的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 脉冲磁处理对20Cr2Ni4A接触疲劳寿命的影响 |
| 5.1 滚动接触疲劳试验结果分析 |
| 5.1.1 同一应力循环次数下抗疲劳性能 |
| 5.1.2 同一载荷下滚动接触疲劳寿命 |
| 5.2 滚动接触疲劳寿命的提升机理研究 |
| 5.2.1 硬度的影响 |
| 5.2.2 残余应力的影响 |
| 5.2.3 磁致伸缩的影响 |
| 5.2.4 位错的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（2）隧道二极管共振装置在超导和强关联领域的应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 时间反演对称性破缺的超导材料 |
| 1.2.1 UPt_3 |
| 1.2.2 Sr_2RuO_4 |
| 1.2.3 LaNiC_2和LaNiGa_2 |
| 1.2.4 Re基化合物家族 |
| 1.2.5 小结 |
| 1.3 重费米子材料中的量子振荡 |
| 1.3.1 量子临界简介 |
| 1.3.2 CePd_2Si_2 |
| 1.3.3 CeRh_2Si_2 |
| 1.3.4 CeRhIn_5 |
| 1.3.5 小结 |
| 1.4 本文的组织结构和创新点 |
| 1.4.1 本文的组织结构 |
| 1.4.2 本文的创新点 |
| 第二章 低温下无线电波波段的共振测量 |
| 2.1 样品对无线电波的响应 |
| 2.1.1 平面电磁波在线性介质中的传播 |
| 2.1.2 介质为导体 |
| 2.1.3 介质为超导体 |
| 2.1.4 等效磁化强度 |
| 2.1.5 具有特定几何形状的有限大尺寸样品 |
| 2.2 样品磁化率的探测 |
| 2.2.1 机械悬臂法 |
| 2.2.2 直流/交流磁化率 |
| 2.2.3 共振和感应法的结合 |
| 2.2.4 共振法的优势 |
| 2.3 共振法稳定振荡的获得与探测 |
| 2.3.1 隧道二极管 |
| 2.3.2 隧道二极管电路的振荡来源 |
| 2.3.3 振荡信号的混合与探测 |
| 2.3.4 接近传感器电路 |
| 2.3.5 振荡信号的处理与记录 |
| 2.4 低温环境的获得与实验装置的设计 |
| 2.4.1 低温环境的获得 |
| 2.4.2 制冷机上的实验装置 |
| 第三章 超流密度与量子振荡的半经典理论 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 超导体超流密度的半经典理论 |
| 3.2.1 弛豫时间近似下的的超流密度 |
| 3.2.2 几类典型能隙下伦敦穿透深度的温度依赖关系 |
| 3.3 量子振荡的半经典理论 |
| 3.3.1 Lifshitz-Kosevich公式 |
| 3.3.2 量子振荡的几类典型削弱因子 |
| 第四章 铁磁量子临界材料CeRh_6Ge_4的量子振荡测量 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品制备与标定 |
| 4.3 常压转角量子振荡测量与初步分析 |
| 4.4 CeRh_6Ge_4能带计算与实验结果的对比 |
| 4.5 特定角度量子振荡的温度与磁场依赖关系 |
| 4.6 c轴方向CeRh_6Ge_4的加压量子振荡的测量 |
| 4.7 讨论 |
| 4.8 小结 |
| 第五章 基于隧道二极管共振法的CeRhIn_5压强-磁场相图探索 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品制备与表征 |
| 5.3 加压隧道二极管共振测量 |
| 5.4 加压量子振荡的分析 |
| 5.5 讨论与改进 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 时间反演对称性破缺超导体Lu_(5-x)Rh_6Sn_(18+x)的序参量研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 样品的制备与表征 |
| 6.3 超导下临界场的测量与相关参量的计算 |
| 6.4 超导态磁场穿透深度的测量 |
| 6.5 超流密度 |
| 6.6 能带计算 |
| 6.7 讨论与拓展 |
| 6.8 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表文章 |
（3）基于超导电路的量子模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 量子模拟 |
| 1.2 超导电路 |
| 1.3 章节安排 |
| 第2章 超导量子电路简介 |
| 2.1 超导量子比特 |
| 2.1.1 谐性LC振荡电路 |
| 2.1.2 基于约瑟夫森结的非谐性超导电路与超导量子比特 |
| 2.1.3 Transmon/X-mon超导量子比特 |
| 2.2 超导量子比特的操控 |
| 2.2.1 频率调节 |
| 2.2.2 XY驱动 |
| 2.3 超导量子比特的耦合 |
| 2.3.1 超导量子比特与谐振腔的耦合及其读取 |
| 2.3.2 超导量子比特与超导量子比特的耦合 |
| 2.3.3 超导量子比特的集成 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 玻色-哈伯德梯子模型的非平衡动力学 |
| 3.1 一维玻色-哈伯德链的动力学 |
| 3.1.1 玻色-哈伯德链的单粒子动力学与Lieb-Robinson界限 |
| 3.1.2 玻色-哈伯德链的双粒子动力学与费米子化 |
| 3.2 玻色-哈伯德梯子模型及其双激发动力学 |
| 3.3 对局域化的微观机制 |
| 3.4 玻色-哈伯德梯子模型的量子模拟实验 |
| 3.4.1 实验平台 |
| 3.4.2 单粒子动力学实验 |
| 3.4.3 双粒子动力学实验 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 超导电路中的布洛赫震荡与瓦尼尔-斯塔克局域化 |
| 4.1 布洛赫震荡与瓦尼尔-斯塔克局域化基本理论 |
| 4.2 超导量子电路中模拟布洛赫震荡与瓦尼尔-斯塔克局域化 |
| 4.3 总结 |
| 第5章 基于超导电路的格点规范理论模拟 |
| 5.1 一维Z_2格点规范理论简介 |
| 5.2 超导电路上近似模拟Z_2格点规范理论 |
| 5.2.1 模型构建 |
| 5.2.2 基态性质 |
| 5.2.3 动力学性质 |
| 5.3 小结 |
| 第6章 其它奇异量子多体系统 |
| 6.1 非厄米拓扑能带理论 |
| 6.1.1 厄米狄拉克方程 |
| 6.1.2 洛伦兹对称破坏非厄米性 |
| 6.1.3 复质量非厄米性 |
| 6.1.4 混合非厄米性 |
| 6.2 多体局域化 |
| 6.3 小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 附录A 旋转波近似 |
| 附录B 施里弗-沃尔夫变换 |
| B.1 超导量子比特与谐振腔大失谐耦合状态下的有效哈密顿量 |
| B.2 H_f推导细节 |
| 附录C 基于MPS的数值方法 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）高温超导直流感应加热铝棒的数值模拟（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 超导体的发现及特性 |
| 1.1.2 常用超导材料 |
| 1.1.3 超导感应加热技术简介 |
| 1.1.4 高温超导感应加热的优势 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 直流感应加热理论模型 |
| 2.1 直流感应加热的电磁场理论模型 |
| 2.2 直流感应加热的功率计算 |
| 2.3 温度场理论模型 |
| 2.4 电-磁-热多场耦合模型 |
| 2.5 直流感应加热中铝棒的扭矩 |
| 第三章 直流感应加热的电磁场分布 |
| 3.1 二维数值模型 |
| 3.1.1 二维模型间的等效变换 |
| 3.1.2 二维模型中的感应电流 |
| 3.2 三维磁场模型 |
| 3.2.1 网格剖分对计算精度和速度的影响 |
| 3.2.2 磁化曲线对气隙磁场分布的影响 |
| 3.2.3 气隙宽度与线圈电流对气隙磁场分布的影响 |
| 3.2.4 数值模拟与实验在测量点的磁场值对比 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 直流感应加热的模拟结果 |
| 4.1 均匀铁芯模型的数值模拟 |
| 4.1.1 铝棒旋转等效为磁场旋转的影响 |
| 4.1.2 铝棒热学参数对结果的影响 |
| 4.1.3 气隙宽度变化对铝棒加热的影响 |
| 4.1.4 线圈通电电流的影响 |
| 4.2 三维模型的简化与验证 |
| 4.2.1 四分之一模型 |
| 4.2.2 四分之一模型的可行性验证 |
| 4.3 四分之一模型变参数数值模拟 |
| 4.3.1 变气隙宽度对加热结果的影响 |
| 4.3.2 铝棒电导率对加热结果的影响 |
| 4.3.3 热学参数及气隙对铝棒加热结果的影响 |
| 4.4 非均匀铁芯模型的数值模拟 |
| 4.4.1 非均匀铁芯模型的数值模拟 |
| 4.4.2 不同铁芯结构的模型数值模拟结果 |
| 4.4.3 梯度铁芯模型的数值模拟 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结束语 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）拓扑超导体和非厄米系统的量子输运（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 贝里相位与拓扑不变量 |
| 1.1.1 量子绝热演化和贝里相位 |
| 1.1.2 二能带系统的贝里曲率 |
| 1.1.3 霍尔电导和陈数 |
| 1.2 一维SSH模型的拓扑相 |
| 1.2.1 一维SSH模型的体态 |
| 1.2.2 SSH模型的拓扑相 |
| 1.2.3 零能边界模 |
| 1.3 非厄米系统简介 |
| 1.3.1 双正交基矢和奇异点 |
| 1.3.2 周期能谱和开边界能谱 |
| 1.3.3 PT对称性 |
| 1.3.4 非厄米系统的量子输运 |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 第2章 拓扑超导体和Majorana费米子 |
| 2.1 一维Kitaev模型 |
| 2.1.1 动量空间的Bd G方程 |
| 2.1.2 Kitaev模型的拓扑相 |
| 2.1.3 Kitaev链的Majorana零能模 |
| 2.2 手征的拓扑超导体和Majorana边缘态 |
| 2.2.1 二维p+ ip波拓扑超导体 |
| 2.2.2 量子霍尔效应诱导的拓扑超导体 |
| 2.3 Andreev反射 |
| 2.3.1 局域Andreev 反射与交叉Andreev 反射 |
| 2.3.2 量子反常霍尔绝缘体-手征拓扑超导体异质结的量子输运 |
| 2.3.3 拓扑超导体量子输运的意义 |
| 第3章 基于拓扑超导体多条Majorana边缘态输运性质的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型与哈密顿量 |
| 3.3 拓扑相图和能谱 |
| 3.4 数值计算结果与讨论 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 非厄米量子环中的Aharonov-Bohm效应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型与拓扑性质 |
| 4.2.1 厄米的SSH模型组成的量子环 |
| 4.2.2 非厄米SSH模型组成的的量子环 |
| 4.3 持续电流 |
| 4.4 非厄米AB振荡 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 非厄米Kitaev链中零能模和趋肤模的电输运探测 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型和哈密顿量 |
| 5.3 能谱及拓扑性质 |
| 5.4 量子输运性质 |
| 5.5 小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 透射系数和电流 |
| A.1 引线的自能项 |
| A.2 入射波的响应 |
| A.3 传输电流 |
| 附录B 递归格林函数方法 |
| B.1 Dyson方程 |
| B.2 递归方法求解格林函数 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（6）非平衡动力学：从二维材料自旋动力学到超导体的电磁响应（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 引子 |
| 第一章 二维材料过渡金属硫属化物介绍 |
| 1.1 单层过渡金属硫属化物介绍 |
| 1.1.1 哈密顿量 |
| 1.1.2 谷动力学 |
| 1.2 双层过渡金属硫属化物 |
| 1.2.1 哈密顿量 |
| 1.2.2 自旋-层锁定效应 |
| 1.2.3 双层异质结 |
| 1.3 单双层过渡金属硫属化物中的自旋电子学 |
| 1.3.1 自旋极化的产生和探测 |
| 1.3.2 自旋极化的弛豫及稳态扩散 |
| 第二章 双层过渡金属硫属化物中的自旋动力学 |
| 2.1 动力学自旋Bloch方程 |
| 2.2 双层Rashba自旋轨道耦合 |
| 2.3 双层过渡金属硫属化物中空穴的自旋弛豫 |
| 2.3.1 Zeeman场对自旋弛豫的影响 |
| 2.3.2 模型 |
| 2.3.3 数值结果:自旋弛豫 |
| 2.3.4 数值结果:谷极化的产生 |
| 2.3.5 小结 |
| 2.4 双层过渡金属硫属化物中空穴的自旋扩散 |
| 2.4.1 修正的漂移-扩散模型 |
| 2.4.2 模型 |
| 2.4.3 解析结果:Zeeman场存在下自旋轨道耦合体系中的自旋扩散 |
| 2.4.4 数值结果:自旋扩散 |
| 2.4.5 解析/数值结果:稳态谷极化的产生 |
| 2.4.6 小结 |
| 第三章 超导电性对称性分类介绍 |
| 3.1 平移对称超导体中Cooper对的分类 |
| 3.2 Gorkov方程 |
| 3.3 非常规超导电性 |
| 3.3.1 与铁磁体近邻耦合的常规超导体 |
| 3.3.2 非中心反演对称的非常规超导体 |
| 3.3.3 具有自旋轨道耦合的常规s-波超导体 |
| 3.3.4 争议的非常规超导体Sr_2RuO_4 |
| 3.3.5 可能具有p-波吸引势的重费米超导材料 |
| 3.4 平移对称破缺的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchimnikov态 |
| 3.4.1 各向同性体系 |
| 3.4.2 各向异性体系 |
| 第四章 与平移对称破缺s-波超导体近邻耦合的InSb(110)量子阱中的超导电性 |
| 4.1 平移对称破缺超导体中非常规Cooper对的实现 |
| 4.2 与超导体近邻耦合的量子阱 |
| 4.2.1 隧穿近邻效应的理论模型 |
| 4.2.2 实验进展 |
| 4.2.3 诱导出单个质心动量q的可能方法 |
| 4.3 模型和哈密顿量 |
| 4.4 解析分析 |
| 4.4.1 库仑重整的特性 |
| 4.4.2 平移对称破缺超导态InSb(110)量子阱 |
| 4.5 数值结果 |
| 4.5.1 偶频单态 |
| 4.5.2 奇频单态 |
| 4.5.3 偶频三态 |
| 4.5.4 奇频三态 |
| 4.5.5 四种序参量的分离 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 自旋轨道耦合s-波超导体中的Fulde-Ferrell态 |
| 5.1 Cooper对自旋极化 |
| 5.1.1 Cooper对自旋极化的可能实现 |
| 5.1.2 磁电Andreev效应 |
| 5.2 理论模型 |
| 5.2.1 哈密顿量和能隙方程 |
| 5.2.2 基态能 |
| 5.3 数值结果 |
| 5.3.1 确定的Cooper对质心动量方向 |
| 5.3.2 相图 |
| 5.3.3 三态Cooper对和其自旋极化 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 超导体中集体激发及超导电性对电磁场响应的研究进展 |
| 6.1 超导体中的规范变换和电荷守恒 |
| 6.2 超导体中的集体激发 |
| 6.2.1 Namnbu-Goldstone模 |
| 6.2.2 Anderson-Higgs机制 |
| 6.2.3 Leggett模 |
| 6.2.4 T_c附近的Nambu-Goldstone模: Carlson-Goldman模 |
| 6.2.5 Higgs模 |
| 6.2.6 Bardasis-Schrieffer模 |
| 6.3 超导体中杂质效应对平衡态的影响: Anderson定理 |
| 6.4 超导体对电磁场响应的实验进展 |
| 6.4.1 静磁响应: Meissner效应 |
| 6.4.2 低频段的光电导: 二流体模型 |
| 6.4.3 THz频段的线性光学响应: 反常和正常趋肤区 |
| 6.4.4 THz频段的非线性光学响应: Higgs模的激发 |
| 6.4.5 THz频段的非线性光学响应: 信号相位的π跃变 |
| 6.4.6 THz频段的非线性光学响应: Leggett模的激发 |
| 6.5 超导体对电磁场响应的理论进展 |
| 6.5.1 Mattis-Bardeen理论 |
| 6.5.2 Liouville和Bloch方程 |
| 6.5.3 半经典的Boltzrmann方程 |
| 6.5.4 Gorkov方程 |
| 6.5.5 Eilenberger方程 |
| 6.5.6 Usadel方程 |
| 6.5.7 规范不变光学Bloch方程 |
| 第七章 规范不变光学Bloch方程: 手征p-波超导体中的反常霍尔效应 |
| 7.1 文献中的理论进展 |
| 7.1.1 Kubo费曼图方法 |
| 7.1.2 半经典的准粒子Boltzmann方程 |
| 7.2 模型 |
| 7.2.1 哈密顿量 |
| 7.2.2 规范不变光学Bloch方程 |
| 7.2.3 散射项及散射T-矩阵 |
| 7.3 解析分析 |
| 7.3.1 内禀反常霍尔电导 |
| 7.3.2 Berry曲率 |
| 7.3.3 杂质散射导致的外禀反常霍尔电导 |
| 7.4 数值结果 |
| 7.4.1 强杂质相互作用 |
| 7.4.2 弱杂质相互作用 |
| 7.4.3 反常霍尔电导的杂质强度依赖 |
| 7.4.4 横向锥形磁矩引入的内禀通道 |
| 7.5 小结 |
| 第八章 规范不变动力学方程:超导体中的三流体模型 |
| 8.1 规范不变动力学方程 |
| 8.1.1 规范不变动力学方程的建立 |
| 8.1.2 电荷守恒 |
| 8.1.3 散射项推导 |
| 8.2 三流体模型: 物理图像 |
| 8.3 解析结果: 静磁响应 |
| 8.3.1 响应电流 |
| 8.3.2 序参量性质 |
| 8.3.3 同时具有非零电阻和非零超导能隙的相 |
| 8.4 解析结果: 光学响应 |
| 8.4.1 光电导 |
| 8.5 小结 |
| 第九章 规范不变动力学方程: 集体激发的光学响应 |
| 9.1 模型 |
| 9.1.1 规范不变动力学方程 |
| 9.1.2 解析求解: 响应理论 |
| 9.2 解析结果: 线性响应 |
| 9.2.1 Nambu-Goldstone模 |
| 9.2.2 Hartree场的影响: Anderson-Higgs机制 |
| 9.2.3 Higgs模 |
| 9.3 解析结果: 二阶响应 |
| 9.3.1 Nambu-Goldstone模 |
| 9.3.2 Higgs模 |
| 9.3.3 对相位涨落可能的探测方案 |
| 9.4 小结 |
| 第十章 规范不变动力学方程: 散射对超导体光学响应的影响 |
| 10.1 模型 |
| 10.1.1 简化的规范不变动力学方程 |
| 10.1.2 微观散射 |
| 10.1.3 光脉冲的两种极端情况 |
| 10.2 受迫振荡 |
| 10.2.1 线性响应: 光电导 |
| 10.2.2 二阶响应: Higgs模激发 |
| 10.3 自由衰减 |
| 10.3.1 Anderson赝自旋图景下的简化模型 |
| 10.3.2 Higgs模的衰减 |
| 10.4 小结 |
| 第十一章 规范不变动力学方程: d-波超导体中的Higgs模 |
| 11.1 赝能隙(pseudogap)相和预生成的Cooper对 |
| 11.2 铜基超导体中最近的实验进展 |
| 11.2.1 旋转对称性的自发破缺现象 |
| 11.2.2 赝能隙相中来自未知电中性元激发的热霍尔效应 |
| 11.3 d-波超导体中Higgs模的理论进展 |
| 11.4 模型 |
| 11.4.1 哈密顿量 |
| 11.4.2 规范不变动力学方程方法 |
| 11.4.3 Higgs模的计算 |
| 11.5 解析结果 |
| 11.5.1 呼吸Higgs模 |
| 11.5.2 旋转Higgs模 |
| 11.6 小结 |
| 未济 |
| 第十二章 总结 |
| 附录A 双层过渡金属硫属化物中空穴自旋弛豫的一些补充说明 |
| A.1 公式(2.17)的解析推导 |
| A.2 空穴-声子散射矩阵元 |
| A.3 紧束缚模型下对空穴-声子相互作用的推导 |
| A.4 小自旋极化下的浓度依赖中的库仑峰 |
| A.5 大自旋极化下的温度依赖 |
| A.6 谷极化的推导 |
| 附录B 双层过渡金属硫属化物中空穴自旋扩散的一些补充说明 |
| B.1 自旋扩散的解析分析 |
| B.2 谷极化的解析分析 |
| 附录C 与平移对称破缺s-波超导体近邻耦合的InSb(110)量子阱中的超导电性的一些补充材料 |
| C.1 公式(4.11)的解析推导 |
| C.2 公式(4.27)和(4.28)的推导 |
| C.3 公式(4.29)-(4.32)的推导 |
| C.4 序参量的动量依赖 |
| C.5 四种序参量的浓度依赖 |
| C.5.1 偶频单态序参量库仑重整部分的浓度依赖 |
| C.5.2 奇频单态序参量的浓度依赖 |
| C.5.3 偶频三态序参量的浓度依赖 |
| C.5.4 奇频三态序参量的浓度依赖 |
| 附录D 自旋轨道耦合s-波超导体中的Fulde-Ferrell态的一些补充说明 |
| D.1 自旋轨道耦合依赖 |
| 附录E 动力学方程散射项的推导 |
| E.1 超导态动力学方程散射项的推导 |
| 附录F 手征p-波超导体中的反常霍尔效应的一些补充材料 |
| F.1 规范不变光学Bloch方程 |
| F.2 纵向光电流 |
| F.3 公式(7.48)的解析推导 |
| 附录G 超导体中的三流体模型的一些补充材料 |
| G.1 公式(8.40)的推导 |
| G.2 公式(8.44)的推导 |
| G.3 公式(8.73)的推导 |
| G.4 序参量涨落 |
| 附录H 集体激发的光学响应的一些补充材料 |
| H.1 公式(9.22)和(9.34)的推导 |
| H.2 公式(9.28)的推导 |
| H.3 公式(9.40)和(9.44)以及n~(2ω)的推导 |
| H.4 公式(9.48)的推导 |
| 附录Ⅰ 散射对超导体光学响应的影响的一些补充材料 |
| I.1 公式(10.14)的推导 |
| I.2 光电导解析式(10.20)和(10.21)的推导 |
| I.3 公式(10.25)的推导 |
| I.4 方程(10.33)-(10.35)的解 |
| I.5 公式(10.40)的推导 |
| I.6 相位模的响应 |
| 附录J d-波超导体中的Higgs模的一些补充材料 |
| J.1 d-波超导态的规范不变和电荷守恒 |
| J.2 散射项 |
| J.3 规范不变动力学方程的解 |
| J.3.1 线性响应 |
| J.3.2 二阶响应 |
| J.4 旋转对称性 |
| J.5 霍尔热流 |
| 参考文献 |
| 博士期间发表的论文及会议报告 |
| 致谢 |
（7）储能型高温超导脉冲变压器线圈的电磁分析与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 高温超导材料的发展现状 |
| 1.2.2 超导储能线圈的研究进展 |
| 1.2.3 储能型高温超导脉冲变压器线圈的研究进展 |
| 1.3 论文的主要内容及章节安排 |
| 第二章 高温超导线圈临界参数计算方法 |
| 2.1 超导体的基本特性与临界参数 |
| 2.1.1 超导体的基本特性 |
| 2.1.2 超导体的临界参数 |
| 2.2 带材选择 |
| 2.3 Bi系高温超导线圈临界参数分析计算方法 |
| 2.3.1 高温超导线圈临界电流特性曲线的拟合方法 |
| 2.3.2 高温超导线圈励磁线的计算方法 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 储能型高温超导脉冲变压器副边线圈分片设计 |
| 3.1 工作原理分析 |
| 3.1.1 储能型高温超导脉冲变压器的结构 |
| 3.1.2 副边线圈分片的原理分析 |
| 3.2 四种超导变压器副边线圈分片方案的设计 |
| 3.3 副边线圈分片影响分析 |
| 3.3.1 对磁场分布的影响 |
| 3.3.2 对脉冲电流的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 单模块高温超导脉冲变压器线圈的设计与电磁分析 |
| 4.1 三种单模块高温超导脉冲变压器线圈结构设计 |
| 4.1.1 圆环形线圈结构设计 |
| 4.1.2 D型线圈的结构设计 |
| 4.1.3 跑道型线圈的结构设计 |
| 4.2 建模及仿真 |
| 4.3 线圈结构对性能影响对比分析 |
| 4.3.1 对原边临界电流密度的影响 |
| 4.3.2 对原边储能容量的影响 |
| 4.3.3 对原边储能密度的影响 |
| 4.3.4 对耦合系数的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 多模块高温超导脉冲变压器线圈的设计与电磁分析 |
| 5.1 多模块高温超导脉冲变压器线圈设计 |
| 5.1.1 线圈结构与位置 |
| 5.1.2 建模与仿真 |
| 5.2 多模块高温超导脉冲变压器结构对性能的影响分析 |
| 5.2.1 对原边临界电流密度的影响 |
| 5.2.2 对原边储能容量的影响 |
| 5.2.3 对储能密度的影响 |
| 5.2.4 对耦合系数的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间公开发表的论文 |
| 致谢 |
（8）非厄米能带理论和体边对应（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号列表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 非厄米哈密顿量及其物理起源 |
| 1.1.1 凝聚态系统:自能修正 |
| 1.1.2 经典光学系统:复折射率 |
| 1.1.3 开放量子系统:主方程 |
| 1.2 非厄米哈密顿量的新奇物理性质 |
| 1.2.1 非厄米趋肤效应,广义布里渊区,以及Hatono-Nelson模型 |
| 1.2.2 奇异点 |
| 1.3 非厄米哈密顿量的双正交基 |
| 1.4 厄米和非厄米对称性 |
| 1.4.1 厄米对称性 |
| 1.4.2 非厄米对称性 |
| 1.5 论文结构安排 |
| 第2章 一维非厄米系统中的体边对应 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 非布洛赫哈密顿量和全纯函数 |
| 2.3 广义布里渊区 |
| 2.4 非厄米趋肤模和能谱绕数 |
| 2.5 绕数,非厄米趋肤模和电流 |
| 2.6 非厄米体边对应 |
| 2.7 广义布里渊区和辅助广义布里渊区 |
| 2.8 辅助广义布里渊区应用:微扰的失效 |
| 第3章 对称性和非厄米趋肤模 |
| 3.1 绪论 |
| 3.2 非厄米对称性和趋肤模 |
| 3.3 例子 |
| 3.4 局域态密度与手征隧穿效应 |
| 3.5 结论 |
| 第4章 自能的线性和非线性效应:一维周期驱动拓扑超导 |
| 4.1 绪论 |
| 4.2 Floquet-Majorana中毒模型 |
| 4.2.1 格林函数与准粒子寿命的回顾 |
| 4.2.2 Floquet Majorana中毒模型 |
| 4.2.3 准粒子激发寿命的定义 |
| 4.3 真实的周期驱动近邻超导 |
| 4.4 总结与讨论 |
| 第5章 二维非厄米布洛赫哈密顿量的奇异点和no-go定理 |
| 5.1 非厄米布洛赫哈密顿量的简并点 |
| 5.1.1 厄米布洛赫哈密顿量的简并点 |
| 5.1.2 非厄米布洛赫哈密顿量的简并点 |
| 5.1.3 简并点拓扑荷 |
| 5.1.4 简并点的no-go定理 |
| 5.2 奇异点 |
| 第6章 奇异线半金属中的琼斯多项式与扭结相变 |
| 6.1 非厄米奇异线 |
| 6.1.1 奇异线的定向 |
| 6.1.2 霍夫链(Hopf link)奇异线 |
| 6.2 扭结理论和琼斯多项式简介 |
| 6.3 扭结临界相和局域演化 |
| 6.3.1 扭结临界相和生成相 |
| 6.3.2 物理限制 |
| 6.4 受对称性保护的厄米节线半金属 |
| 第7章 总结与展望 |
| 附录A 结式简介 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（9）电路QED晶格系统中光子局域特性和拓扑光子态研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 拓扑态 |
| 1.2.1 物质的拓扑相 |
| 1.2.2 两能带拓扑系统 |
| 1.2.3 边缘态与体边对应关系 |
| 1.3 电路QED系统 |
| 1.3.1 Jaynes-Cummings模型 |
| 1.3.2 约瑟夫森结和超导磁通量子比特 |
| 1.3.3 传输线共振器 |
| 1.3.4 超导量子比特与传输线共振器的耦合 |
| 1.4 研究的目的及意义 |
| 1.5 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 周期驱动电路QED晶格系统中的量子行走 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 安德森局域和Aubry-Andr′e-Harper模型 |
| 2.3 电路QED晶格系统的模型和哈密顿量 |
| 2.4 单粒子连续时间量子行走 |
| 2.5 体态和边缘态探测 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 耦合电路QED晶格系统中的拓扑和非拓扑光子态 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Su-Schrieffer-Heeger 模型 |
| 3.3 耦合电路QED晶格系统的模型和哈密顿量 |
| 3.4 能量本征值谱和态分布分析 |
| 3.5 相图分析 |
| 3.6 拓扑态和非拓扑态探测 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 非厄米电路QED晶格系统中的局域态和拓扑态 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非厄米ρT对称性和趋肤效应 |
| 4.3 非厄米电路QED晶格系统的模型和哈密顿量 |
| 4.4 能量本征值谱分析 |
| 4.5 态分布分析 |
| 4.6 非互易耦合诱导的聚集效应 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）无线充电系统耦合结构及其抗偏移性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 无线充电技术的典型运用 |
| 1.2.1 无线充电在手机上的运用 |
| 1.2.2 无线充电在电动汽车上的运用 |
| 1.2.3 无线充电技术在医疗上的运用 |
| 1.3 无线充电系统耦合结构研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 偏移量测量研究现状 |
| 1.4.1 传统的目标检测方法 |
| 1.4.2 基于神经网络的目标检测方法 |
| 1.6 论文的组织结构 |
| 1.7 本章小结 |
| 第二章 耦合结构和视觉偏移量测量的相关理论 |
| 2.1 耦合结构的相关原理 |
| 2.1.1 耦合线圈电能传输原理 |
| 2.1.2 电路拓扑结构原理 |
| 2.1.3 趋肤效应和邻近效应 |
| 2.2 目标检测识别原理 |
| 2.2.1 Darknet-53 网络结构 |
| 2.2.2 边界预测框 |
| 2.2.3 损失函数 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 无线充电线圈耦合结构的设计与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 圆形-多方形线圈耦合结构的设计和频率选择 |
| 3.2.1 圆形-多方形线圈耦合结构的设计 |
| 3.2.2 频率选择 |
| 3.3 拓扑电路结构 |
| 3.4 模型仿真和对比 |
| 3.4.1 耦合结构全对准情况 |
| 3.4.2 耦合结构非全对准情况 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 无线电能传输系统中线圈偏移的精确测量方法 |
| 4.1.引言 |
| 4.2 无线电能传输系统中线圈偏移量的精确测量方法 |
| 4.2.1 网络整体框架 |
| 4.2.2 标记数据集 |
| 4.2.3 圆-方混合标记方法 |
| 4.3 数据结果后处理 |
| 4.3.1 不存在相机偏移角情况 |
| 4.3.2 存在θ相机偏移角的情况 |
| 4.4 无线传输线圈偏移系统中的精确测量结果 |
| 4.4.1 小线圈偏移量测量 |
| 4.4.2 大线圈偏移量测量 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读硕士期间发表论文与申请软件着作权 |
| 附录B 攻读硕士期间参与项目 |
四、超导电流趋肤效应研究（论文参考文献）
- [1]脉冲磁处理对齿轮钢接触疲劳性能影响研究[D]. 方重阳. 西安理工大学, 2021
- [2]隧道二极管共振装置在超导和强关联领域的应用[D]. 王安. 浙江大学, 2021(01)
- [3]基于超导电路的量子模拟[D]. 葛自勇. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2021(02)
- [4]高温超导直流感应加热铝棒的数值模拟[D]. 王春雨. 兰州大学, 2021(09)
- [5]拓扑超导体和非厄米系统的量子输运[D]. 李庆明. 河北师范大学, 2021(09)
- [6]非平衡动力学：从二维材料自旋动力学到超导体的电磁响应[D]. 杨飞. 中国科学技术大学, 2021(06)
- [7]储能型高温超导脉冲变压器线圈的电磁分析与设计[D]. 焦灿. 山东理工大学, 2020(02)
- [8]非厄米能带理论和体边对应[D]. 杨哲森. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2020(01)
- [9]电路QED晶格系统中光子局域特性和拓扑光子态研究[D]. 崔文学. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [10]无线充电系统耦合结构及其抗偏移性的研究[D]. 张怡良. 昆明理工大学, 2020(05)