摘要。人们推测临界性是神经网络动力学的一个组成部分。在临界阈值下运行需要精确的参数调整,而相应的机制仍是一个悬而未决的问题。最近的研究表明,在大脑网络中观察到的拓扑特征会产生 Griffiths 阶段,从而导致大脑活动动力学中的幂律和临界性在扩展参数区域中的运行优势。受不同意识状态的神经相关性证据越来越多的启发,我们研究了拓扑变化如何影响 Griffiths 阶段的表达。我们使用易感-感染-易感传播模型分析了模块网络中的活动衰减,发现我们可以通过改变模块内和模块间连接来控制 Griffiths 阶段的扩展。我们发现,通过调整系统参数,我们可以抵消临界行为的变化,并在网络拓扑发生变化的情况下保持稳定的临界区域。我们的研究结果揭示了结构网络属性如何影响 Griffiths 阶段的出现,以及其特征如何与已建立的拓扑网络指标相关联。我们讨论了这些发现如何有助于理解功能性脑网络的观察变化。最后,我们指出了我们的研究结果如何有助于研究疾病传播。
无序诱导的量子相变 (QPT) 的 Griffiths 奇异性是二维超导体 (2DSC) 中的一个关键问题。在超导系统中,发现无序强度与涡旋钉扎能量有关,而涡旋钉扎能量又与量子 Griffiths 奇异性密切相关;然而,直接研究以阐明涡旋钉扎能量对 2DSC 中量子 Griffiths 奇异性的影响仍有待开展。这里,通过在 2De 电子气体 (2DEG) 上随机沉积超导纳米岛来设计一种人工 2DSC 系统。量子 Griffiths 奇异性存在于石墨烯/Pb 岛阵列混合物中,其中超导行为转变为由垂直磁场诱导的弱局部金属行为,并表现出临界行为,其发散的动态临界指数接近零温度。与石墨烯/Sn岛阵列复合材料中观察到的尖锐QPT相比,通过阿伦尼乌斯图分析获得的石墨烯/Pb岛阵列复合材料中的涡旋钉扎能量更大,这可能有助于量子Griffiths奇异性的存在。这项工作可以为2DSC中的QPT提供全面的解释。
晶体学限制定理限制了二维nematicities以显示ISING(𝑍2)或三态斑点(𝑍3)临界行为,这两种行为都由振幅波动主导。在这里,我们使用群体理论和微观建模来表明,由于其出现的准晶体对称性,由于其出现的六边形双层,该约束在30°twist的六角形双层中得到了规避。我们发现了一个由6个nematic阶参数的相位波动主导的临界相位,并由两个berezinskii-kosterlitz- thouless(BKT)跃迁界定,该跃迁仅显示准长范围的列表。临界阶段中的电子频谱显示出热伪PSE的行为,其特性取决于异常的临界指数。我们还表明,平面外磁场会诱导列相波的波动,这些波动通过类似于晶格的霍尔粘弹性响应的机制来抑制两个BKT转变,从而引起了推定的nematic量子临界点与出现的连续对称性。最后,我们证明,即使在不扭曲的双层的情况下,当列表参数在两层之间改变符号时,出现了临界阶段,建立了奇数的列态状态。
凝结物和材料的物理学23•CRMNal合金中顺磁和铁磁相变温的临界行为。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。24•pH对通过热液法制备的赤铁矿α -FE 2 O 3的结构,形态和光学特性的影响。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。32•Fe-CO-NB软磁合金的地面结构,磁性和弹性特性:簇扩展方法。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。38•关于Fe和Ni掺杂NAMNPO 4作为钠离子电池的阴极材料的密度功能理论研究。。。。。。。。。。。。。。。。。。。44•探索碱性氧气电池中暴露于氧气后的β-12和CHI-3硼苯基阴极稳定性:一项第一原理研究。。。。。。。。。50•Mn掺杂对Cr 2 O 3纳米颗粒的结构和特征的影响。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。58•使用第一原理计算和实验方法的Ti 70 -nb 10 -ta 15 -ZR 5合金的弹性模量的研究。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。64•在聚乙烯中蚀刻铝的离子轨道蚀刻微孔的结构特性,该元素通过电子底沉积与铝结合。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。70•TOF-SIMS和AES研究从多晶铜中脱离依赖。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。78•机器学习驱动的有机无机钙钛矿的优化用于太阳能电池应用。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。84
当具有整数自旋的粒子在低温和高密度下聚集时,它们会发生玻色-爱因斯坦凝聚 (BEC)。原子、磁振子、固态激子、表面等离子体极化子和与光耦合的激子表现出 BEC,由于大量占据相应系统的基态,因此产生高相干性。令人惊讶的是,最近发现光子在有机染料填充的光学微腔中表现出 BEC,由于光子质量低,这种情况发生在室温下。在这里,我们证明无机半导体微腔内的光子也会热化并经历 BEC。虽然人们认为半导体激光器是在热平衡之外运行的,但我们在系统中确定了一个热化良好的区域,我们可以清楚地区分激光作用和 BEC。半导体微腔是探索量子统计光子凝聚体的物理和应用的强大系统。实际上,光子 BEC 在比激光器更低的阈值下提供其临界行为。我们的研究还显示了另外两个优点:无机半导体中没有暗电子态,因此这些 BEC 可以持续存在;量子阱提供更强的光子-光子散射。我们测量了一个未优化的相互作用参数 (̃ g ≳ 10 –3),该参数足够大,可以了解 BEC 内相互作用的丰富物理特性,例如超流体光。
量子多体模拟提供了一种简单的方法,可以理解基本物理学并与量子信息应用联系。然而,从实现的希尔伯特空间规模呈指数增长的情况下,实际空间中的几个体探针的表征通常是不可能解决的,无法解决诸如量子批判行为和多体临界行为(MBL)等较高尺寸的具有挑战性的问题。在这里,我们实际上在超导量子处理器上采用了新的范式,从Fock空间视图中探索了此类难以捉摸的问题:将多体系统映射到非常规的Anderson模型上,以多体状态的complex Fock空间网络。通过观察在Fock空间中传播的波数据包和统计奇异合奏的出现,我们揭示了一幅新的图片,以表征代表性的多种体型:热化,定位和疤痕。此外,我们观察到了异常增强的波数据包宽度的量子临界状态,并从最大波数据包流量中推断出一个临界点,该临界点为二维MBL MBL过渡提供了限制系统的支持。我们的作品揭示了探索Fock空间中多体物理学的新观点,展示了其在诸如批判性和维度等有争议的MBL方面的实际应用。此外,整个协议是通用且可扩展的,为在未来的较大量子设备上最终解决了更广泛的有争议的多体问题的方式铺平了道路。
AKLT状态是各向同性量子Heisenberg Spin-1模型的基态。它表现出激发差距和指数衰减的相关函数,并在其边界处具有分数激发。到目前为止,仅通过捕获离子和光子系统实验实现了一维AKLT模型。在这项工作中,我们成功地准备了嘈杂的中间量子量子(NISQ)ERA量子设备上的AKLT状态。尤其是,我们在IBM量子处理器上开发了一种非确定性算法,其中AKLT状态制备所需的非单生操作员嵌入到单一操作员中,并为每对辅助旋转旋转1 /2的额外的Ancilla Qubit带有附加的Ancilla Qubit。这样的统一操作员有效地由由单量子和最近的邻居CX门组成的参数化电路表示。与Qiskit的常规操作员分解方法相结合,我们的方法导致了较浅的电路深度,仅邻近邻居的大门,而原始操作员的忠诚度超过99.99%。通过同时选择每个Ancilla Qubit,以使其属于旋转|↑>的子空间,可以通过从最初的单元状态以及量子计算机上的旋转量中的旋转量中的初始产品状态以及随后对所有其他物理量进行录制来系统地获得AKLT状态。我们展示了如何通过减轻读数错误的IBM量子专业人员进一步提高实施的准确性。
我们回顾了从理论上处理宇称时间 (PT) 对称非厄米量子多体系统的方法。它们被实现为具有 PT 对称性并与环境相容的耦合的开放量子系统。PT 对称非厄米量子系统表现出各种迷人的特性,使它们在一般的开放系统中脱颖而出。后者的研究在量子理论中有着悠久的历史。这些研究基于组合系统-储层装置的厄米性,由原子、分子和光学物理学以及凝聚态物理学界开发。数学物理学界对 PT 对称非厄米系统的兴趣导致了新的视角和 PT 对称和双正交量子力学优雅数学形式主义的发展,这些形式主义不涉及环境。在数学物理研究中,重点主要放在哈密顿量的显着光谱特性和相应单粒子本征态的特征上。尽管哈密顿量不是厄米量的,但它们可以显示所有特征值都是实数的参数区域。然而,为了研究凝聚态物理中出现的量子多体现象并与实验取得联系,人们需要研究可观测量和关联函数的期望值。此外,人们必须研究统计集合而不仅仅是特征态。凝聚态界部分人士采用 PT 对称和双正交量子力学的概念,导致该方法论处于争议之中。对于一些基本问题,例如,什么是适当的可观测量,如何计算期望值,什么是充分的平衡统计集合及其相应的密度矩阵,人们并没有达成共识。随着工程和控制开放量子多体系统的技术进步,现在是时候将厄米量与 PT 对称和双正交观点相协调了。我们全面回顾了不同的方法,包括伪厄米性的过度思想。为了激发我们在这里宣传的厄米观点,我们主要关注辅助方法。它允许将非厄米系统嵌入到更大的厄米系统中。与其他技术(例如主方程)相比,它不依赖于任何近似值。我们讨论了 PT 对称和双正交量子力学的特性。在这些中,被认为是可观测量的东西取决于哈密顿量或选定的(双正交)基。此外,至关重要的是,被称为“期望值”的东西缺乏直接的概率解释,而被视为正则密度矩阵的东西是非平稳和非厄米的。此外,时间演化的非幺正性隐藏在形式主义中。我们选取了几个模型哈密顿量,到目前为止,这些模型要么是从厄米角度研究的,要么是从 PT 对称和双正交角度研究的,并在各自的替代框架内研究它们。这包括一个简单的两级单粒子问题,但也包括显示量子临界行为的多体晶格模型。比较这两种计算的结果,可以发现厄米方法虽然在某些方面很笨拙,但总能得出物理上合理的结果。在极少数情况下,如果可以与实验数据进行比较,它们还会一致。相比之下,数学上优雅的 PT 对称和双正交方法得出的结果在一定程度上难以物理解释。因此,我们得出结论,厄米方法应该是
当前的研究与开发:通过适当调整竞争相的体积分数,我们实现了创纪录的巨大磁阻值(在 90 kOe 外部磁场中约为 10 15 %)。之前世界上任何地方已知的 MR% 约为 10 7 %),以及半掺杂 Sm 0.5 Ca 0.25 Sr 0.25 MnO 3 锰氧化物化合物中的超尖锐亚磁转变 [NPG Asia Materials (IF: 10.76), 10 (2018) 923]。我们仅通过调整 PLD 制备的氧化物外延 Sm 0.5 Ca 0.25 Sr 0.25 MnO 3 薄膜中的应变(应变工程)就增强了磁阻 [J. Magn. Magn. Mater. 503 (2020) 166627]。开发了采用PLD在商用热氧化Si衬底上生长优质半金属La 0.7 Sr 0.3 MnO 3 超薄膜的“两步”技术,并观察到跨晶界的自旋极化传输 [J. Magn. Magn. Mater. 527 (2021) 167771]。制备了(Sm 1-y Gd y ) 0.55 Sr 0.45 MnO 3 (y = 0.5 和 0.7)化合物,并表明晶界处的自旋极化隧穿(SPT)传输机制对化合物低场磁阻的增强起着至关重要的作用 [J.Phys: Condens. Matter 33 (2021) 305601]。报道了纳米晶 (La 0.4 Y 0.6 ) 0.7 Ca 0.3 MnO 3 化合物中由粒径驱动的非格里菲斯相向格里菲斯相的改性以及磁阻的大幅增强 [J. Alloys & Compound 745 (2018) 753]。制备了铁磁性 (La 0.67 Sr 0.33 MnO 3 ) - 电荷有序 (Pr 0.67 Ca 0.33 MnO 3 )、核壳纳米结构,并在更宽的温度范围内观察到了较大的磁热熵变值 (-∆SM ) [J. Magn. Magn. Mater. 436 (2017) 97]。在室温附近观察到了 La 0.83 Sr 0.17 MnO 3 化合物中显著较大的磁热效应,可视为磁制冷材料 [Physica B 545 (2018) 438]。我们在制备的 BiGdO 3 化合物中展示了低温下的巨磁热效应(∆SM = 25 J kg -1 K -1 & ∆T= 14.8K),并解释了其由于短程磁关联的存在而产生的成因 [J. Alloys and Compounds 846 (2020), 156221]。我们利用磁热效应构建了所制备的单晶 Sm 0.50 Ca 0.25 Sr 0.25 MnO 3 化合物的复磁相图 [J. Magn. Magn. Mater. 497 (2020) 166066]。对采用移动溶剂浮区炉制备的单晶 Sm 0.5 Ca 0.25 Sr 0.25 MnO 3 化合物的磁相变进行了实空间成像,并观察到了亚微米长度尺度上的 AFM-FM 相的存在 [J.Phys: Condens. Matter 33(2021) 235402]。我们已经证明了核心和表面自旋之间的短程磁相互作用在纳米晶掺杂锰氧化物中的交换偏置和记忆效应中的主导作用 [J. Alloys and Compounds 870 (2021), 159465]。与通常使用的磁化数据相反,利用反常霍尔效应研究了 skyrmion 载体材料 Co 3.6 Fe 4.4 Zn 8 Mn 4 的临界行为和相图。这为使用反常霍尔效应研究 skyrmion 载体和其他薄膜多层、介观器件等中的临界现象开辟了新方向。这对 skyrmion 载体材料的开发和未来 skyrmionic 存储器件的开发大有裨益 [J. of Alloys and Compounds 960 (2023) 170274]。