对称性破缺

摘要： 对称性是振动理论中5大美学特征之一,然而对称性破缺又难以避免.本文以工程中常见的易损结构—悬索为例,探究当该系统遭遇非对称性损伤时,对称性破缺对其面内耦合振动特性影响.首先建立受损悬索面内非线性动力学模型,并采用Galerkin法得到离散的无穷维微分方程.利用多尺度法计算该非线性系统发生面内耦合共振响应的调谐方程.截取前9阶模态,利用数值计算方法得到无损和受损悬索的各类共振曲线及其稳定性,通过计算最大李雅普诺夫指数来确定系统的混沌运动.研究结果表明:已有研究常采用抛物线模拟悬索静态构形,然而一旦发生不对称损伤,采用分段函数更能准确描述悬索受损后的静态构形;对称性破缺会导致悬索固有频率之间的交点变为转向点,其正、反对称模态均变为非对称模态;受损后悬索的非线性相互作用系数会发生显著改变,其内共振响应会产生明显变化;当激励直接作用在高阶模态时,无损系统会呈现出单模态解和内共振解,而受损系统并没有呈现出明显的单模态解;受损系统的分岔和混沌特性会发生改变,系统将通过倍周期分岔产生混沌运动.

摘要： 由于低维材料表面上的单原子和分子具有丰富的物理化学性质,现已经成为量子器件及催化科学等领域的研究热点.单层硅烯在不同的衬底制备温度下,表现出丰富的超结构,这些超结构为实现有序的单原子或分子吸附提供了可靠的模板.利用原位硅烯薄膜制备,分子沉积,超高真空扫描隧道显微镜以及扫描隧道谱,本文研究了Ag(111)衬底上3种硅烯超结构((4×4),(√13×√13),(2√3×2√3))的电子态结构,表面功函数随超结构的变化,以及CoPc分子在这3种超结构硅烯上的吸附行为.研究结果表明,这3种超结构的硅烯具有类似的电子能带结构,且存在电子从Ag(111)衬底转移到硅烯上的可能性,从而导致硅烯的表面功函数增大,表面功函数在原子级尺度上的变化对分子的选择性吸附起着重要作用.此外,还观察到分子与硅烯的相互作用导致CoPc分子的电子结构发生对称性破缺.

摘要： “对称性破缺”本为一个物理概念,可以简单地把它理解为对称性的丧失,话剧九人的新戏《对称性破缺》正是以此为戏核,由此来隐喻剧作中三个主要人物叶启荪、吴大有、瞿健雄不同的命运,他们各自的人生看似交集有限,却因为“科学”二字紧密相连,他们在乱世中坚持着自己的学术信仰,为了解开物理题目用尽了自己的一生。

摘要： 铁电性通常是指电介质材料的自发极化取向随着外加电场发生变化的性能.以自发极化为核心,铁电材料表现出优异的介电响应、热释电性、压电性、电光效应和非线性光学效应等,是一类具有广阔应用前景的功能材料.近年来,二维有机-无机杂化钙钛矿化合物在铁电研究领域崭露头角,逐渐发展为铁电材料的重要组成部分.此类材料具有独特的结构兼容性与可调控性,能够实现多种功能的共存或耦合,是发展新型多功能材料的理想体系.本综述基于居里原理的对称性方法,以铁电材料的结构相变为基础,阐述了铁电体的晶体学对称性破缺现象.具体结合二维有机-无机杂化钙钛矿铁电体的典型实例,揭示材料铁电性能的结构来源及光电性能调控的潜在途径,最后对该铁电材料体系的发展趋势和应用前景提出了展望.

摘要： 本文详细讨论了具有PT对称的一维量子系统虚数势对能谱的影响,补充了《大学物理》2018年第3期《PT对称的非厄米体系的能谱性质》一文在系统维度为奇数情况下的结论.

摘要： 迄今为止,半导体材料的导电类型及很多参数的获得,仍需利用霍尔效应实验.然而,在霍尔效应发生的同时,有很多副效应发生,这使得霍尔效应电压的测量值总与其真实值偏离,导致所测量的各种参数也存在一定的偏差.为了消除副效应的影响,常常采用对称测量法,但对称测量法所测量的数据列仍然存在着对称性破缺.该文从载流子运动状态入手,逐步深入分析得出,对称性破缺产生的根源是电场和磁场的共同作用,并发现磁场对于材料对称性的破坏作用大于电场.该文对于半导体材料性能的深入研究,以及其各种功能的开发利用,具有一定的启发作用.

摘要： 利用有限元(Finite element method,FEM)方法系统研究Au-ITO-Ag对称性破缺三层纳米核壳二聚体的近场增强特性,并采用等离激元杂化理论对其局域表面等离子体共振(Localized Surface Plasmon Reso-nance,LSPR)特性进行解释.研究结果表明,对称性破缺三层纳米核壳二聚体光谱中等离子体共振峰峰位对Au内核半径的变化极为敏感;对称性破缺三层核壳纳米颗粒的电场主要分布在纳米核壳二聚体的表面上,Ag外壳纳米杯缺口部分的电场强度最为突出,其高度可调节的光学特性为提高生物传感技术提供了坚实的理论基础.

摘要： 凝聚态物理学往往为对称性所支配。自发对称性破缺将导致相变,而且许多可观测量或物理现象都与破缺的对称性有关,如铁电极化、铁磁磁化、旋光性(包括法拉第旋转和磁光克尔旋转)、二次谐波发生、光伏效应、非互易性、霍尔效应型输运以及多铁性。在这里,我们提出以下观点:从对称性破缺的角度来看,当构成量(如自旋排列、晶格畸变,或处于外场以及其他环境中等)或测量方式(如光学探测,或处于不同极性态中电子和其它粒子探测,或对体极化[磁化]等的测量)遵循对称操作相似(symmetry operational similarity,SOS)原理时,我们便可以观测到某些特定的物理现象。这种SOS原理提供了一种在复杂材料中用简洁而清晰的物理图像描述非直观物理现象的途径。反之,也可以用于甄别具有潜在需求特性的新材料,或发现已知材料中新的物理现象。

摘要： 对称性破缺是超分子层次手性研究中的一个重要问题,目前已经在液晶体系,结晶体系,溶液中的聚集体系和界面体系等中发现了对称性破缺现象,但是在凝胶这一介于晶体与无序液体之间的体系中鲜有报道.发现一种具有C3对称的非手性1,3,5-苯基-三酰胺衍生物BTAC可以在DMF/H2O混合溶剂中形成超分子凝胶.尽管该衍生物是非手性分子,但是它能在无任何手性掺杂物的情况下自组装形成不等量的左手和右手螺旋纳米带,导致其凝胶也显示了宏观手性;而且,通过该衍生物与手性有机胺分子的酰胺-酯交换反应,成功控制了螺旋纳米带的手性和凝胶的宏观手性.

摘要： 在非手性的单体分子和多分子体系的“对称性破缺”领域中，研究较多的是花著衍生物和卟啉衍生物，特别是一种水溶性的卟啉分子—四磺酸基苯基卟啉(TPPS)。因为TPPS分子能在一定的条件下通过静电作用和π-π堆积形成J-或H-聚集体。这类聚集体可以认为是单体分子以头尾相连或肩并肩的形式了线性非共价聚合物，在扰动或是搅拌的条件下，由于空间的排布和能量最低原理，线性的聚集体可能会扭曲，折叠，显示出不对称性。本文介绍了TPPS在气/液界面的对称性破缺及手性控制，简述了TPPS在溶液中的手性聚集体的组装。

摘要： 本文从协同学的角度分析了加州能源危机的酝酿和发生的必然性,认为危机的发生是因为系统内各经济实体都只关心自身的最大经济利益,缺乏全系统协同发展的机制.若能让各经济实体的考虑自身利益的同时也能考虑到全系统的整体利益,则将在各经济实体间增加相互联系的信息流,能有效地抑制或推迟对称性破缺的发生,进而使电力市场更加强健.

摘要： 本文论述了有关湍流大尺度相干结构形成机理的几个问题,即三维近各向同性湍流中螺度脉动的反级串传输、大尺度运动的稳定性分析以及大尺度相干结构的相互缠绕.依据竖直平板间热对流湍流的DNS数据库,验证了大尺度相干结构形成的某些环节.

摘要： 本文论述了有关湍流大尺度相干结构形成机理的几个问题,即三维近各向同性湍流中螺度脉动的反级串传输、大尺度运动的稳定性分析以及大尺度相干结构的相互缠绕.依据竖直平板间热对流湍流的DNS数据库,验证了大尺度相干结构形成的某些环节.

摘要： 本文论述了有关湍流大尺度相干结构形成机理的几个问题,即三维近各向同性湍流中螺度脉动的反级串传输、大尺度运动的稳定性分析以及大尺度相干结构的相互缠绕.依据竖直平板间热对流湍流的DNS数据库,验证了大尺度相干结构形成的某些环节.

摘要： 本文论述了有关湍流大尺度相干结构形成机理的几个问题,即三维近各向同性湍流中螺度脉动的反级串传输、大尺度运动的稳定性分析以及大尺度相干结构的相互缠绕.依据竖直平板间热对流湍流的DNS数据库,验证了大尺度相干结构形成的某些环节.

摘要： 本文论述了有关湍流大尺度相干结构形成机理的几个问题,即三维近各向同性湍流中螺度脉动的反级串传输、大尺度运动的稳定性分析以及大尺度相干结构的相互缠绕.依据竖直平板间热对流湍流的DNS数据库,验证了大尺度相干结构形成的某些环节.

摘要： 本发明提供了一种可见/近红外光控手性对称性破缺的方法，属于纳米光子材料应用领域。本发明旨在提供一种基于纳米激元组装体光学响应的手性对称性破缺复合结构。通过设计构建手性金纳米棒自组装复合结构的外消旋混合溶液，获得在左旋或右旋圆偏振光驱动的手性对称性破缺效应。不同于传统的紫外光驱动分子/超分子体系的手性对称性破缺，本发明利用利用在生物组织透射窗口(650‑900nm)的圆偏振光实现手性对称性破缺；在纳米等离激元组装体的共振/非共振激发模式下，可选择性实现不同手性对称性破缺效果；该手性对称性破缺的实现仅需毫瓦级的低功率激光能量输入。本发明生物兼容性高，合成步骤简单，可以在光控手性识别，光控手性分离等领域得到很好的应用。

摘要： 一种基于硫醇分子系统调控金纳米棒对称性破缺结构的方法，所述方法为：将十六烷基三甲基溴化铵水溶液与金纳米棒水溶液混合，再加入苯硫酚衍生物水溶液，在室温下反应至少1h后，向混合溶液中加入氯金酸水溶液以及抗坏血酸水溶液，搅拌均匀，继续反应大于5min，之后离心、洗涤，得到对称性破缺结构的金纳米棒；本发明实现了金纳米棒对称性破缺结构系列有规律地调控，以及其长轴方向的局域表面等离子体共振吸收峰可控的调节，并且，本发明方法操作简单、重复性高、反应条件温和。

摘要： 基于结构对称性破缺的高效光吸收装置，包括基底(1)、光栅(2)和吸收材料(3)，光栅(2)包括光栅层和膜层，光栅层位于膜层上，吸收材料(3)位于膜层和基底(1)之间，栅格间的膜层上具有刻槽(4)，使光栅(2)对称性破缺。本发明的基于结构对称性破缺的高效光吸收装置可以实现高效率的石墨烯光吸收，同时还具有很高的结构制备容差、角度容差和折射率传感功能，在光电探测、光热转化、光电成像、光学滤波、荧光光谱、生物传感等领域具有很好的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种利用结构对称性破缺实现超窄带吸收和传感的方法，属于微机电系统与光电探测领域。本发明的光栅结构是由金属基底、低折射率的介质缓冲层、高折射率的介质光栅层构成，在光栅层中引入纳米刻槽，通过改变纳米刻槽的位置改变光栅结构的对称性，利用光栅结构的对称性破缺实现光场在纳米刻槽中的高度局域和显著增强，进而对入射光波实现超窄带选择性完美吸收。此外，由于电场能量高度局域于对称性破缺光栅的纳米刻槽中，背景折射率的微小变化将引起吸收峰的显著移动，该方法同时可以实现高灵敏度的折射率传感功能，在光吸收器件、增强纳米成像、隐身材料、光电探测、生物传感等领域具有应用价值。

摘要： 本发明公开了一种基于对称性破缺的多金属纳米圆环结构的共振波长调谐器及方法，属于共振波长谐调处理技术领域。所述调谐器包括与介质轴b转动连接的介质轴a和介质轴c，所述介质轴a、介质轴b和介质轴c上分别固定具有对称性破缺的金属纳米环a、金属纳米环b和金属纳米环c。本申请的结构在对称性破缺的多金属圆环中产生表面等离激元，其电磁场对金属圆环的绕轴旋转角度的变化非常敏感，当固定在金属纳米环中间的介质轴之间发生相对转动时，表面等离激元共振波长发生移动，通过改变金属纳米环之间的相对绕轴旋转角度，能够实现透射率曲线中共振波长的高效调节。

摘要： 本发明提供了一种基于有序性、多模态及对称性破缺对乳房体征分析的方法，通过设置在乳房的传感器收集多种的体征数据，包括但不限定于乳房的温度、湿度等。由于乳腺癌细胞会引起相应体征的变化，这些细微变化很容易被各种人体活动或不同的状态所产生的噪声所掩盖，而且以往只会使用单一的体征数据进行分析，如温度，很难进行精确分析。本发明通过收集多种体征数据，相应的建立多种分析的模态，对不同的模态进行分析能够更加准确及有效。

摘要： 本发明提供了一种可见/近红外光控手性对称性破缺的方法，属于纳米光子材料应用领域。本发明旨在提供一种基于纳米激元组装体光学响应的手性对称性破缺复合结构。通过设计构建手性金纳米棒自组装复合结构的外消旋混合溶液，获得在左旋或右旋圆偏振光驱动的手性对称性破缺效应。不同于传统的紫外光驱动分子/超分子体系的手性对称性破缺，本发明利用利用在生物组织透射窗口(650‑900nm)的圆偏振光实现手性对称性破缺；在纳米等离激元组装体的共振/非共振激发模式下，可选择性实现不同手性对称性破缺效果；该手性对称性破缺的实现仅需毫瓦级的低功率激光能量输入。本发明生物兼容性高，合成步骤简单，可以在光控手性识别，光控手性分离等领域得到很好的应用。

摘要： 本发明公开了一种基于空间对称性破缺二维材料能谷极化电流的调制方法，首先用空间对称性破缺二维材料构筑器件，包括两种类型：一种是从下至上分别为SiO2衬底、二维材料、源极电极和漏极电极；另一种是从下至少分别为SiO2衬底、底栅电极、底栅介电层、二维材料、源极电极和漏极电极、顶栅介电层、顶栅电极。本发明通过对二维材料层数的选择控制能谷极化电流极化大小，可以为能谷电子学的器件制备提供更易实现的方法，优于目前只能通过单层二维材料及其异质结的方式达到调控能谷极化的目的。

摘要： 基于结构对称性破缺的高效光吸收装置，包括基底(1)、光栅(2)和吸收材料(3)，光栅(2)包括光栅层和膜层，光栅层位于膜层上，吸收材料(3)位于膜层和基底(1)之间，栅格间的膜层上具有刻槽(4)，使光栅(2)对称性破缺。本发明的基于结构对称性破缺的高效光吸收装置可以实现高效率的石墨烯光吸收，同时还具有很高的结构制备容差、角度容差和折射率传感功能，在光电探测、光热转化、光电成像、光学滤波、荧光光谱、生物传感等领域具有很好的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种利用结构对称性破缺实现超窄带吸收和传感的方法，属于微机电系统与光电探测领域。本发明的光栅结构是由金属基底、低折射率的介质缓冲层、高折射率的介质光栅层构成，在光栅层中引入纳米刻槽，通过改变纳米刻槽的位置改变光栅结构的对称性，利用光栅结构的对称性破缺实现光场在纳米刻槽中的高度局域和显著增强，进而对入射光波实现超窄带选择性完美吸收。此外，由于电场能量高度局域于对称性破缺光栅的纳米刻槽中，背景折射率的微小变化将引起吸收峰的显著移动，该方法同时可以实现高灵敏度的折射率传感功能，在光吸收器件、增强纳米成像、隐身材料、光电探测、生物传感等领域具有应用价值。