纳米晶体的尺寸和压力效应

论文摘要

系统总结了根据Lindemann熔化准则和Mott方程推导出的尺寸依赖的熔化温度模型,该模型简单且无自由参数,能够预测不同化学键类型纳米晶体的熔化,既能解释具有自由表面的纳米晶体的过冷现象,又能解释镶嵌于基体的纳米晶体的过热现象,还能应用于不同维数的低维晶体。进一步,结合该模型和尺寸依赖的熔化熵模型,预测了纳米晶体熔化焓和结合能的尺寸效应。根据建立的尺寸依赖的结合能模型,预测了尺寸和界面对铁磁、铁电和超导纳米晶体临界温度的影响以及半导体纳米固体能隙的尺寸效应。此外,本文还根据表面应力模型和上述尺寸依赖的熔化温度模型,应用Clapeyron方程计算了相变温度的压力效应,建立了半导体和分子晶体的温度-压力相图。以上各模型的预测结果均与实验以及其它理论结果具有良好的一致性。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 纳米材料及其尺寸和界面效应
• 1.3 纳米晶体熔化热力学理论
• 1.4 表面应力及其在温度-压力相图中的应用
• 1.4.1 表面（界面）能和表面（界面）应力
• 1.4.2 半导体及分子晶体的温度-压力相图
• 1.5 本论文研究内容
• 第二章 纳米晶体的熔化模型及其应用
• 2.1 纳米晶体熔化温度的尺寸和界面效应
• 2.1.1 引言
• 2.1.2 模型
• 2.1.3 结果和讨论
• 2.1.4 小结
• 2.2 纳米晶体熔化焓和结合能的尺寸效应
• 2.2.1 引言
• 2.2.2 模型
• 2.2.3 结果和讨论
• 2.2.4 小结
• 第三章 尺寸和界面对铁磁、铁电和超导纳米晶体临界温度的影响
• 3.1 引言
• 3.2 模型
• 3.3 结果和讨论
• 3.4 小结
• 第四章 半导体纳米固体能隙的尺寸效应
• 4.1 引言
• 4.2 模型
• 4.3 结果和讨论
• 4.4 小结
• 第五章 半导体和分子晶体的温度-压力相图
• 5.1 引言
• 5.2 模型
• 5.3 结果和讨论
• 5.4 小结
• 第六章 主要结论
• 参考文献
• 攻博期间发表的学术论文
• 致谢
• 摘要
• Abstract