Dresselhaus自旋轨道耦合对铁磁半导体铁磁隧穿结中隧穿磁电阻的影响

热敏电阻温度特性的研究带实验数据处理

本科实验报告 实验名称:热敏电阻温度特性的研究 （略写） 实验15热敏电阻温度特性的研究 【实验目的和要求】 1. 研究热敏电阻的温度特性。 2. 用作图法和回归法处理数据。 【实验原理】 1． 金属导体电阻 金属导体的电阻随温度的升高而增加，电阻值t R 与温度t 间的关系常用以下经验公式表示： )1(320 ++++=ct bt t R R t α （1） 式中t R 是温度为t 时的电阻，0R 为00=t C 时的电阻，c b ,,α为常系数。 在很多情况下，可只取前三项： )1(20bt t R R t ++=α （2） 因为常数b 比α小很多，在不太大的温度范围内，b 可以略去，于是上式可近似

写成： )1(0t R R t α+= （3） 式中α称为该金属电阻的温度系数。 2． 半导体热敏电阻 热敏电阻由半导体材料制成，是一种敏感元件。其特点是在一定的温度范围内，它的电阻率T ρ随温度T 的变化而显著地变化，因而能直接将温度的变化转换为电量的变化。一般半导体热敏电阻随温度升高电阻率下降，称为负温度系数热敏电阻，其电阻率T ρ随热力学温度T 的关系为 T B T e A /0=ρ （4） 式中0A 与B 为常数，由材料的物理性质决定。 也有些半导体热敏电阻，例如钛酸钡掺入微量稀土元素，采用陶瓷制造工艺烧结而成的热敏电阻在温度升高到某特定范围（居里点）时，电阻率会急剧上升，称为正温度系数热敏电阻。其电阻率的温度特性为： T B T e A ?'=ρρ （5） 式中A '、 ρ B 为常数，由材料物理性质决定。 对（5）式两边取对数，得 A T B R T ln 1 ln += （6） 可见T R ln 与T 1 成线性关系，若从实验中测得若干个T R 和对应的T 值，通过作图法可求出A (由截距A ln 求出)和B (即斜率)。 3. 实验原理图

Bi2Se3自旋轨道耦合计算

Bi 2Se 3自旋轨道耦合性质的计算 一、模型和基本参数： 图（a ）黑色t 1、t 2、t 3基矢围成Bi 2Se 3菱形原胞，用于计算块体，红色方框包含一个五元层，是构成薄膜的一个QL 。 计算能带的布里渊区高对称点：Г(0 0 0)-Z(π π π)-F(π π 0)-Г(0 0 0)-L(π 0 0)， 根据正空间和倒空间坐标的转换关系， 得到正空间中高对称点的坐标：Г(0 0 0)-Z(0.5 0.5 0.5)-F(0.5 0.5 0)-Г(0 0 0)-L(0 0 -0.5) 空间群： 166号~ R-3M （MS ） ) 3(5 3m R D d （文献） 结构分为：六角晶胞和菱形原胞（Rhombohedral ）两种形式 六角晶胞(hexagon)：含三个五元层，15个原子 菱形原胞（Rhombohedral ）：含5个原子 晶格参数t=9.841, α=24.275 原子坐标： 弛豫值 实验值 Bi(2c) (0.400,0.400,0.400) Bi(2c) (0.398, 0.398, 0.398) Se(1a) (0,0,0) Se(1a) (0,0,0) Se(2c) (0.210, 0.210, 0.210) Se(2c) (0.216, 0.216, 0.216) 赝势：PAW_GGA_PBE E cut =340 eV 块体：Kpoints=11×11×11 薄膜：Kpoints=11×11×1 块体结构优化时，发现Ecut=580，KPOINTS=151515，得到的结构比较合理 计算薄膜真空层统一： 15 ?

ISMER取-5（或取0，对应SIGMA=0.05） 二、计算过程描述： 1）范德瓦尔斯作用力的影响。 手册中一共有5种方法： Correlation functionals：LUSE VDW = .TRUE. the PBE correlation correction AGGAC = 0.0000 Exchange交换functionals vdW-DF vdW-DF2 方法一方法二方法三方法四方法五revPBE optPBE optB88 optB86b rPW86 GGA = RE LUSE_VDW = .TRUE. AGGAC = 0.0000 GGA = OR LUSE_VDW = .TRUE. AGGAC = 0.0000 GGA = BO PARAM1 = 0.1833333333 PARAM2 = 0.2200000000 LUSE_VDW = .TRUE. AGGAC = 0.0000 GGA = MK PARAM1 = 0.1234 PARAM2 = 1.0000 LUSE_VDW = .TRUE. AGGAC = 0.0000 GGA = ML Zab_vdW = -1.8867 LUSE_VDW = .TRUE. AGGAC = 0.0000 经测试，发现方法二optimized Perdew-Burke-Ernzerhof-vdW (optPBE-vdW)是最合适的。并通过比较发现，范德瓦尔斯作用力对块体和单个QL厚度的薄膜的影响很小，对多个QL 厚度的薄膜结构影响比较大，所以优化时需要考虑QL之间的vdW相互作用，而范德瓦尔斯作用力对电子态的影响也比较小，所以，计算静态和能带的时候，可以不考虑。 此外，以往文献中的计算，有的直接采用实验给出的结构参数建模，不再弛豫，计算静态和能带，得到的结果也比较合理。 所以，我们对薄膜采用不优化结构和用optPBE方法优化结构，两种方式。 2）算SOC。 计算材料的自旋轨道耦合性质，一般在优化好的结构基础上，在静态和能带计算是加入特定参数来实现。一般，分两种方式: 第一种是从静态开始，就进行非线性的计算，能带也进行非线性自旋轨道耦合计算。 第二种，则是，在静态时进行非线性计算（按照一般的静态计算进行），产生CHGCAR、WA VECAR，进行能带非线性自旋轨道计算时，读入这两个参数。 V ASP手册推荐使用第二种。 我们通过多次比较发现，使用第一种方法，可以得到更为合理的结果。 3）关于d电子的考虑。 我们分别考虑了Bi原子的两种电子组态： 第一种，含有15个价电子，包含d电子，电子组态5d106s26p3； 第二种，含有5个价电子，不含d电子，电子组态是6s26p3。 通过比较计算结果，发现并没有明显的区别，所有我们选用第二种。

半导体热敏电阻温度测量的设计

信息与控制工程学院硬件课程设计说明书 设计题目 半导体热敏电阻测温仪表的设计 学生学号： 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 职称： 起止日期：

信息与控制工程学院硬件课程设计说明书 课程设计任务书 一、设计题目：半导体热敏电阻测温仪表的设计 二、设计目的 1、掌握对电路板的设计流程及焊接技巧； 2、掌握C8051F410单片机体系结构及C语言程序设计方法； 3、掌握半导体热敏电阻的测温及热敏电阻测温过程的标定方法； 4、掌握利用Keil进行软件仿真及对可编程逻辑器件进行硬件下载的方法； 5、用Protel 软件进行电路图的绘制, 译码器及LED动态扫描显示驱动电路设计的方法。 三、设计任务及要求 要求学生设计出能够采集R25=10K的热敏电阻测温仪表，分析热敏电阻测温原理，能够通过软件将热敏电阻的阻值-温度特性转换出来，掌握热敏电阻测温过程的标定方法。 热敏电阻测温仪表具体设计指标： 1．输入信号：热敏电阻； 2．显示方法：LED数码管； 3．供电电源：220VAC； 4．测温误差：≤1℃。 四、设计时间及进度安排 设计时间共三周（2011.03.7～2011.03.25）,具体安排如下表： 周次设计内容设计时间 第一周1．学习C8051F410单片机体系结构及程序开发；2．设计半导体热敏电阻测温电路，并应用Protel画出其电路原理图。 第二周1．完成半导体热敏电阻测温系统的焊装和硬件调试； 2. 编写实验程序。 第三周1.整机调试； 2.撰写设计说明书； 3.答辩。

设计题目 五、指导教师评语及学生成绩 指导教师评语: 年月日成绩指导教师(签字):

半导体电阻随温度变化关系的研究

实验 半导体热敏电阻特性的研究 实验目的 1．研究热敏电阻的温度特性。 2．进一步掌握惠斯通电桥的原理和应用。 实验仪器 箱式惠斯通电桥，控温仪，热敏电阻，直流电稳压电源等。 实验原理 半导体材料做成的热敏电阻是对温度变化表现出非常敏感的电阻元件，它能测量出温度的微小变化，并且体积小，工作稳定，结构简单。因此，它在测温技术、无线电技术、自动化和遥控等方面都有广泛的应用。 半导体热敏电阻的基本特性是它的温度特性，而这种特性又是与半导体材料的导电机制密切相关的。由于半导体中的载流子数目随温度升高而按指数规律迅速增加。温度越高，载流子的数目越多，导电能力越强，电阻率也就越小。因此热敏电阻随着温度的升高，它的电阻将按指数规律迅速减小。 实验表明，在一定温度范围内，半导体材料的电阻R T 和绝对温度T 的关系可表示为 T b T ae R = （4－6－1） 其中常数a 不仅与半导体材料的性质而且与它的尺寸均有关系，而常数b 仅与材料的性质有关。常数a 、b 可通过实验方法测得。例如，在温度T 1时测得其电阻为R T 1 11T b T ae R = （4－6－2） 在温度T 2时测得其阻值为R T 2 22T b T ae R = （4－6－3） 将以上两式相除，消去a 得 )1 1 (2 1 2 1T T b T T e R R -= 再取对数，有 )11(ln ln 2 121T T R R b T T --= （4－6－4） 把由此得出的b 代入（4－6－2）或（4－6－3）式中，又可算出常数a ，由这种方法确定的常数a 和b 误差较大，为减少误差，常利用多个T 和R T 的组合测量值，通过作图的方法（或用回归法最好）来确定常数a 、b ，为此取（4－6－1）式两边的对数。变换

VASP 自旋轨道耦合计算

VASP 自旋轨道耦合计算 已有4532 次阅读2011-9-13 20:37|个人分类:VASP|系统分类:科研笔记 将VASP 的makefile 文件中的 CPP 选项中的 -DNGXhalf, -DNGZhalf, -DwNGXhalf, -DwNGZhalf 这4个选项去掉重新编译VASP才能计算自旋轨道耦合效应。 以下是从VASP在线说明书整理出来的非线性磁矩和自旋轨道耦合的计算说明。 非线性磁矩计算： 1）计算非磁性基态产生WAVECAR和CHGCAR文件。 2）然后INCAR中加上 ISPIN=2 ICHARG=1 或 11 ！读取WAVECAR和CHGCAR文件 LNONCOLLINEAR=.TRUE. MAGMOM= 注意：①对于非线性磁矩计算，要在x, y 和 z方向分别加上磁矩，如 MAGMOM = 1 0 0 0 1 0 ！表示第一个原子在x方向，第二个原子的y方向有磁矩 ②在任何时候，指定MAGMOM值的前提是ICHARG=2（没有WAVECAR和CHGCAR文件）或者ICHARG=1 或11（有WAVECAR和CHGCAR文件），但是前一步的计算是非磁性的（ISPIN=1）。 磁各向异性能（自旋轨道耦合）计算：

注意： LSORBIT=.TRUE. 会自动打开LNONCOLLINEAR= .TRUE.选项，且自旋轨道计算只适用于PAW赝势，不适于超软赝势。 自旋轨道耦合效应就意味着能量对磁矩的方向存在依赖，即存在磁各向异性能（MAE），所以要定义初始磁矩的方向。如下： LSORBIT = .TRUE. SAXIS = s_x s_y s_z (quantisation axis for spin) 默认值： SAXIS=(0+,0,1)，即x方向有正的无限小的磁矩，Z方向有磁矩。 要使初始的磁矩方向平行于选定方向，有以下两种方法： MAGMOM = x y z ! local magnetic moment in x,y,z SAXIS = 0 0 1 ! quantisation axis parallel to z or MAGMOM = 0 0 total_magnetic_moment ! local magnetic moment parallel to SAXIS （注意每个原子分别指定） SAXIS = x y z !quantisation axis parallel to vector (x,y,z)，如 0 0 1 两种方法原则上应该是等价的，但是实际上第二种方法更精确。第二种方法允许读取已存在的WAVECAR（来自线性或者非磁性计算）文件，并且继续另一个自旋方向的计算（改变SAXIS 值而MAGMOM保持不变）。当读取一个非线性磁矩计算的WAVECAR时，自旋方向会指定平行于SAXIS。 计算磁各向异性的推荐步骤是： 1）首先计算线性磁矩以产生WAVECAR 和CHGCAR文件（注意加入LMAXMIX）。 2）然后INCAR中加入： LSORBIT = .TRUE. ICHARG = 11 ! non selfconsistent run, read CHGCAR

温度对半导体的电压电流影响实验

实验 温度、光对半导体导电特性的影响 一．实验目的与意义 无论是半导体单晶材料、PN 结、还是器件，其电学特性（如：电阻率ρ、I-V 曲线、载流子迁移率μ）均受温度、光（辐射）影响，因此，从原理上讲，半导体产品的应用受环境温度、辐射限制大。所以在设计、使用半导体产品时必须考虑环境因素。 通过本实验的学习，加深学生对半导体导电性理论的理解，培养学生自行设计实验方法，实际动手操作，观察现象，进行理论分析的能力。 二．实验原理 1.电阻率的测量： 设样品电阻率ρ均匀，样品几何尺寸相对于探针间的距离可看成半无穷大。引入点电流源的探针其电流强度为I ，则所产生的电力线有球面对称性，即等位面是以点电流源为中心的半球面，如图1-1所示。在以r 为半径的半球上，电流密度j 的分布是均匀的。 图1-1 探针与被测样品接触点的电流分布 2 2r I j π= （1-1） 若E 为r 处的电场强度，则 2 2r I j E πρ ρ= = (1-2) 取r 为无穷远处的电位ф为零，并利用 dr d E φ - =，则有： ? ??∞ ∞-=-=) (0 22r r r r dr I Edr d ?πρ? （1-3） I r

()r I r πρφ2= （1-4） 式（1-2）就是半无穷大均匀样品上离开点电流源距离r 的点的电位与探针流过的电流和样品电阻率的关系式，它代表了一个点电流对距离为r 处的点的电势的贡献。 图1-2 四根探针与样品接触示意图 对于图1-2所示的情形，四根探针位于样品中央，电流从探针１流入，从探针４流出，则可将1和４探针认为是点电流源，由式（1-3）得到探针２和３的电位为： ??? ? ??-= 24122112r r I πρ? (1-5) ???? ??-= 3413 3112r r I π ρ? (1-6) 探针２、3电位差为：3223??-=V ，由此得出样品电阻率为： I V C r r r r I V 23 1 341324122311112=??? ? ??---=-πρ （1-7） 式(1-7)就是利用直流四针探法测量电阻率的普遍公式。当电流取I =C 时，则有ρ=V 23，可由数字电压表直接读出电阻率。 实际测量中，最常用的是直线四探针。即四根探针位于同一直线上，并且间距相等，设相邻两探针间距为S ，则半无穷大样品有： S S C 28.62==π （1-8） 通常只要满足样品的厚度，以及边缘与探针的最近距离大于四倍探针间距，样品近似半无穷大，能满足精度要求。 1． 块状和棒状样品的电阻率 四探针测试仪探针间距均为1mm ，块状和棒状样品外形尺寸与探针间距比较，符合半无穷大边界条件，有C=2π, 因此，只要I =6.28I 0，I 0为该电流量程满刻度值，由电压表读出的数值就是电阻率。 2． 片状样品的电阻率

自旋轨道耦合计算探索过程分析

自旋轨道耦合计算过程探索 1.经验总结 1）对于Bi2Se3家族材料，QL内是强的共价结合作用，QL之间是范德瓦尔斯作用力。所以，在优化结构的时候，需要考虑范德瓦尔斯相互作用。 一般，对于一种没有算过的新材料，可以尝试以上五种方法，哪一种最合理就用哪个。 Bi2Se3家族材料，经测试最合适的是optPBE-vdW方法。 3）测试发现，对于1QL和块体，范德瓦尔斯作用的影响不是很影响；对于多个QL厚度的薄膜，QL之间范德瓦尔斯作用的影响比较明显。 5）算soc加入LSORBIT=.TRUE.和LORBMOM=.TRUE.， 比LSORBIT=.TRUE.和GGA_COMPAT = .FALSE.得到的结果更合理。 6）薄膜优化的时候，可以用ISIF=2。 7）计算静态的时候输出CHARG，能带的时候ISTART可以等于0，ICHARG等于11。 7）薄膜的结构需要中心对称，切得时候需要注意。 8）计算vdW，需要vasp5.2.12以上的版本，并且将vdw_kernel.bindat文件放到计算的文件夹中。9）vdW相互作用对结构的影响比较大，对后面的静态计算和能带计算电子态的影响比较小。10）取合适的K点，可以得到较为合理的结构，对后面电子态的计算影响也不是很大。 2. 结构优化 赝势：PAW_GGA_PBE E cut=340 eV Kpoints=10×10×10 ISMER取-5，计算能带时，取0，对应SIGMA=0.05 在MS中可以在build-Symmetry -中把Bi2Se3 rhombohedral representation（菱形表示）和hexagonal representation（六角表示）相互转换

自旋轨道耦合费米气体的研究【毕业作品】

BI YE SHE JI （20 届） 自旋轨道耦合费米气体的研究

自旋轨道耦合费米气体的研究 摘要 本文对于自旋轨道耦合费米气体的研究，是从一维自旋轨道耦合费米气体与三维自旋轨道耦合费米气体这两个方面进行描述的。对一维自旋轨道耦合费米气体的分析是从内容、模型、以及相应处理三个方面进行，主要说明在横向磁场的在光学晶格中的一维自旋轨道耦合的费米气体这个模型，然后运用玻色化的预测进行处理，对自旋轨道耦合相互作用费米气体的相图分析，得出除了一个半填充绝缘相在强电场限制和一个带绝缘体，我们确定一个在弱场中的LE相和在强场中的另一个超导相的结论。在另一方面，对于三维自旋轨道耦合费米气体，我们是在塞曼场的平面内和平面外，对自旋轨道耦合的费米气体超流相进行系统的研究。描述了一些系统所拥有的特征，比如福尔德-弗雷尔配对、马约喇纳费米子、范尔费米子和无间隙的拓扑超流态。 关键词：费米气体、自旋轨道耦合、福尔德-弗雷尔配对、马约喇纳费米子、范尔费米子、拓扑超流态 ABSTRACT The analysis of spin-orbit coupled Fermi gas consists of two aspects, one is the analysis of spin-orbit coupled one dimensional Fermi gas , and another is the analysis of spin-orbit coupled three dimensional Fermi gas. On the one hand, as for the analysis of spin-orbit coupled one dimensional Fermi gas, we investigate it for its introduces, model and research. We discussed that the model of a spin-orbit coupled interacting Fermi gas in the 1D optical lattice with a transverse magnetic field., and then study it by bosonization predition. Studying the phase diagram of a spin-orbit coupled interacting Fermi gas.Finally we conclude that besides a half-filled insulating phase in the strong field limit and a band insulator we identify a LE phase in the weak field and another superconducting phase in the strong field On the other hand, a systematic investigation of the superfluid phases of a spin-orbit coupled Fermi gas with both in-plane and out-of-plane Zeeman fields .There are some characteristics, such as Fulde-Ferrell pairing, Majorana fermions, Weyl fermions and gapless topological superfluidity Key Words: Fermi gas, spin-orbit coupled，Fulde-Ferrell pairing, Majorana fermions, Weyl fermions ，topological superfluidity

半导体热敏电阻特性研究的实验

半导体热敏电阻特性研究的实验 实验目的 研究热敏电阻的温度特性 实验仪器 BR-1半导体热敏电阻测试仪，电阻箱，热敏电阻，温度计，加热器等。 实验原理 热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻。热敏电阻的基本特性是温度特性。实验表明，在一定的温度范围内，半导体的电阻率ρ和热力学温度T 之间的关系可表示为0b T a e ρ= ，式中0a 和b 为常量，其数值与材料的物理性质有关。热敏电阻的阻值， 根据欧姆定律可写成 0b b T T T l l R a e ae S S ρ === 式中l 为电极间的距离，S 为热敏电阻的横截面积，0 l a a S =，常量a ，b 可用实验的方 法求出。 将b T T R ae l =两侧取对数得，1ln ln T R a b T =+ 令1,ln ,ln T x y R A a T = ==，则有y A bx =+ 式中x ，y 可由测量值T 、T R 求出，利用n 组测量值，可用图解法、计算法求出参数A ，b 值，又可由A 求出a 值。 热敏电阻T R 在不同温度时的电阻值，可由惠斯通电桥测得。 实验内容 1．将电阻箱、热敏电阻分别接入R×36和R ｒ插孔中。 2．将测量的精测、粗测转换开关打向“粗测”，通、断转换开关打向“断”。 3．将电压调节旋钮逆时针调小。 4．电热杯中装入冷水（离杯口1.5cm ），将热敏电阻与温度计放入电热杯中。 5．电阻箱的阻值先放到2K 的位置上（25℃时热敏电阻的阻值）， 6．打开电源开关，指示灯亮，电压调为5V ～6V 。 7．测量的通、断转换开关打向“通”，调节电阻箱使检流计指针基本为零，再将粗测转换开关打向“精测”调节电阻箱使检流计指针不偏转。计下此时温度和热敏电阻的阻值，填入表格中。

实验4.10半导体热敏电阻特性研究

半导体热敏电阻特性研究 【实验简介】 热敏电阻是由半导体材料制成的一种电阻对温度变化非常敏感的热敏元件，利用这一特性可以将它作为感温元件制成热敏电阻温度计、温度传感器，实现测温、控温等功能。热敏电阻作为感温元件具有灵敏度高、体积小、热惯性小等特点，在自动控温、测温等方面应用很广。热敏电阻的温度特性曲线是热敏电阻的基本特性，本实验主要测量负温度系数、正温度系数热敏电阻的温度特性曲线，了解其测温原理 实验原理 【实验目的】 1. 了解热敏电阻的温度特性及其测温、控温原理。 2. 测量热敏电阻的温度特性曲线。 3. 掌握作图法和最小二乘法（曲线拟合法）处理实验数据。 【预习思考题】 1. 负温度系数（NTC）热敏电阻的特性是什么？ 2. 怎样用电桥测电阻？ 3．如何用作图法和最小二乘法（曲线拟合法）处理实验数据？ 【实验仪器】 QJ-23型单臂电桥，DHT-2型热学实验仪。 【实验原理】 1. 热敏电阻温度特性 热敏电阻是其电阻值随温度显著变化的一种热敏元件，按照电阻随温度变化特性可以分为负温度系数热敏电阻（NTC）、正温度系数热敏电阻(PTC)、临界温度系数热敏电阻(CTC)。负温度系数热敏电阻其电阻随着温度的升高而降低，主要用于测温和控温；正温度系数热敏电阻其电阻在达到某一温度后随着温度的升高而升高，在这一温度之前有一很小的负温度系数，在某一温度范围内，其电阻值会产生急剧变化。适用于某些狭窄温度范围内的一些特殊应用；临界温度系数热敏电阻其电阻在达到临界温度点时急剧变化，主要用作开关。热敏电阻的电阻-温度特性曲线如图4.10.1所示。 图4.10.1 温度系数是反映热敏电阻对温度的敏感程度，是热敏电阻作为感温元件的一个重要参数，用表示，其定义为温度升高1oC，热敏电阻的相对变化量，即 （4.10.1） 2. NTC型热敏电阻温度特性及其温度系数测量 NTC半导体热敏电阻是由一些金属氧化物，如钴、锰、镍、铜等过渡金属的氧化物，采用不同比例的配方，经高温烧结而成，然后采用不同的封装形式制成珠状、片状、杠状、垫圈状等各种形状。由这类金属氧化物半导体制成的热敏电阻，具有很大的负温度系数。 实验证明：在一定温度范围内，负温度系数热敏电阻与温度之间的关系为 （4.10.2） T为热力学温度；为温度为T时的阻值；B为由材料性质决定的常数；A为与材料性质和电阻几何尺寸有关的常数 根据热敏电阻温度系数的定义，NTC型热敏电阻温度系数为 （4.10.3）

车辆-轨道耦合动力学理论在轨道

车辆－轨道耦合动力学理论在轨道下沉变形 研究中的应用1 高建敏，翟婉明 西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都（610031） E-mail：jianmingao04@https://www.wendangku.net/doc/822602469.html, 摘要：提出了将车辆－轨道耦合动力学理论引入轨道下沉变形研究的分析方法。通过将车辆－轨道垂向耦合振动模型和轨道累积下沉计算模型相结合，以轨道结构动力学响应参量和轨面高低不平顺状态变化等作为两者间的联结纽带，从车辆－轨道耦合动力学角度研究了轨道的下沉变形特性。研究结果表明，随着轨道动荷载重复作用次数的增加，轨道下沉量逐渐累积，轨面初始不平顺对轨道下沉变化影响较大。车辆－轨道耦合振动系统和轨道下沉变形处于特定的相互作用过程之中，受轨道累积下沉变形的影响，轮轨力、轨道结构响应加剧。 关键词：车辆；轨道；动力学；累积变形；下沉 中图分类号：U260.11 1. 引言 铁路有碴轨道在运营使用过程中，由于其自身特点，会不可避免地产生残余变形。这种残余变形随着列车荷载的反复作用，逐渐累积，最终导致轨道结构的下沉。轨道累积下沉快慢及下沉量大小直接关系到轨道的维修模式和成本[1]。因此，研究轨道的下沉变形累积特性，预测下沉发展趋势，对经济、合理地安排轨道养护维修，保证列车安全、平稳、不间断运行，具有重要意义。 有关轨道下沉变形的研究最初以试验研究为主，英国、日本、前苏联等国均通过大量试验和现场调查，建立了各自的轨道下沉（主要是道床）计算模型[2~5]，我国在道床下沉计算模型方面也有研究，但相对较少[1,6]。近年来，随着计算机技术的大力发展，使大型仿真分析研究成为可能，研究人员开始探索利用计算机仿真技术，通过数值算法，从理论角度深入研究有如轨道下沉这样的复杂问题，代表性国家主要有英国、瑞典和日本[7~9]。国内在轨道下沉仿真分析方面开展的研究甚少，至今尚未看到较为相关的文献资料。因此，本文在国外研究经验基础上，基于车辆－轨道耦合动力学理论和轨道下沉变形法则，通过将车辆－轨道耦合振动系统和轨道下沉变形相联结，开展了有关轨道动态下沉变形特性以及车辆－轨道耦合振动系统与轨道下沉变形间相互影响关系的研究。 2 研究方法及仿真计算模型 2.1 轨道下沉研究方法 铁路运输属轮轨系统运输模式，车辆与轨道系统处于特定的耦合振动形态之中，车辆与轨道相互作用，轨道几何形位的变化，轨道结构的变形和损伤，是车辆系统和轨道系统相互作用再加上外界自然因素的影响而形成的。轨道的下沉变形是由于列车－轨道相互作用产生的轨道动荷载诱发而产生的，而轨道下沉变形结果又会叠加于原始轨道形态之上，进一步影响到车辆与轨道动态作用。可见，轨道的下沉变形和车辆－轨道耦合系统之间是一个相互作用的过程，研究轨道的下沉变形离不开对车辆－轨道耦合振动系统的分析和研 1. 本课题得到教育部创新团队计划资助（IRT0452）、国家博士学科点基金项目（20030613011）和西南交通大学博士创新基金的资助。

半导体热敏电阻仿真

半导体热敏电阻的电阻－温度特性 实验数据处理: 实验数据记录： t 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 R 500.7 419 355.5 304.5 263.5 224 193.4 167.3 145.4 128.5 112.4 99.8 88.2 t 85 R 79.3 实验数据的处理与分析： 数据表格： 在Excel中建立数据表格，将测量得到的原始数据填入表格中并计算相应的值。 1、lnRt-T关系曲线：

数据分析：理论上，该曲线方程为：Y=a+bx，实际做出来的曲线连线后接近一条直线，故实验数据符合实验要求。 2、R∞=0.0182Ω，B=2996.45，所以Rt=0.0182е∧（2996.45/T） ,按照该方程，由origin软件，得出Rt与T的关系曲线。 热敏电阻的Rt-T特性曲线： 分析：热敏电阻的温度会随着温度的增高而逐渐减小，起初，温度变化一点，热敏电阻的阻值会急剧减小，当温度升高到一定程度时，温度再增加，热敏电阻的阻值变化缓慢。 3、α=-B/(T*T)=-2996.45/(T*T) α-T的关系曲线图

分析与讨论：实验过程中，由于仿真实验考虑了电功率和散热因素，所以功劳过高责升温过快，来不及记录。功率过低则升温过慢，浪费不必要的时间，甚至达不到预定的温度。测量过程中多注意温度计读数并及时调节电桥让指针始终靠近零刻度线，以免电桥远离平衡来不及调节而错过。 问题与思考： 上图为金属电阻和热敏电阻（NTC）的电阻温度特性曲线，试比较两者的不同点。并说明常温下，哪种材料更适合制作测温和温控器件，为什么？

半导体热敏电阻

航:OLS > 实验首页> 综合设计性物理实验> 实验三温度传感器特性研究 .::实验预习::. 【实验目的】 1．了解几种常用的接触式温度传感器的原理及其应用范围； 2．测量这些温度传感器的特征物理量随温度的变化曲线． 【实验原理】 1．铂电阻 导体的电阻值随温度变化而改变，通过测量其电阻值推算出被测环境的温度，利用此原理构成的传感器就是热电阻温度传感器．能够用于制作热电阻的金属材料必须具备以下特性：（1）电阻温度系数要尽可能大和稳定，电阻值与温度之间应具有良好的线性关系；（2）电阻率高，热容量小，反应速度快；（3）材料的复现性和工艺性好，价格低；（4）在测量范围内物理和化学性质稳定.目前，在工业中应用最广的材料是铂和铜. 铂电阻与温度之间的关系，在0～630.74 o C范围内可用下式表示 (1) 在－200～0 o C的温度范围内为 (2)

式中，R0和RT分别为在0 o C和温度T时铂电阻的电阻值，A、B、C为温度系数，由实验确定，A = 3.90802×10－３o C－１，B = －5.80195×10－７o C－２，C = －4.27350×10－１２o C－４．由式（1）和式（2）可见，要确定电阻RT 与温度T的关系，首先要确定R0的数值，R0值不同时，RT 与T的关系不同．目前国内统一设计的一般工业用标准铂电阻R0值有100Ω和500Ω两种，并将电阻值RT 与温度T的相应关系统一列成表格，称其为铂电阻的分度表，分度号分别用Pt100和Pt500表示． 铂电阻在常用的热电阻中准确度最高，国际温标ITS－90中还规定，将具有特殊构造的铂电阻作为13.5033 K～961.78 o C标准温度计来使用．铂电阻广泛用于－200～850 o C范围内的温度测量，工业中通常在600 o C以下． 2.半导体热敏电阻 热敏电阻是其电阻值随温度显著变化的一种热敏元件．热敏电阻按其电阻随温度变化的典型特性可分为三类，即负温度系数（NTC）热敏电阻，正温度系数（PTC）热敏电阻和临界温度电阻器（CTR）．PTC和CTR型热敏电阻在某些温度范围内，其电阻值会产生急剧变化，适用于某些狭窄温度范围内一些特殊应用，而NTC热敏电阻可用于较宽温度范围的测量．热敏电阻的电阻－温度特性曲线如图1所示．

VASP自旋轨道耦合计算错误汇总

VASP自旋轨道耦合计算错误汇总 静态计算时，报错： VERY BAD NEWS!Internal内部error in subroutine子程序IBZKPT: Reciprocal倒数的lattice and k-lattice belong to different class of lattices.Often results are still useful (48) INCAR参数设置： 对策：根据所用集群，修改INCAR中NPAR。将NPAR=4变成NPAR=1，已解决！ 错误：sub space matrix类错误 报错：静态和能带计算中出现警告：WARNING:Sub-Space-Matrix is not hermitian共轭in DAV 结构优化出现错误： WARNING:Sub-Space-Matrix is not hermitian in DAV4-4.681828688433112E-002 对策：通过将默认AMIX=0.4，修改成AMIX=0.2（或0.3），问题得以解决。 以下是类似的错误： WARNING:Sub-Space-Matrix is not hermitian in rmm-3.00000000000000 RMM:22-0.167633596124E+02-0.57393E+00-0.44312E-0113260.221E+00BRMIX: very serious problems the old and the new charge density differ old charge density:28.00003new28.060930.111E+00 错误： WARNING:Sub-Space-Matrix is not hermitian in rmm-42.5000000000000 ERROR FEXCP:supplied Exchange-correletion table is too small,maximal index:4794 错误：结构优化Bi2Te3时，log文件： WARNING in EDDIAG:sub space matrix is not hermitian1-0.199E+01 RMM:2000.179366581305E+01-0.10588E-01-0.14220E+007180.261E-01 BRMIX:very serious problems the old and the new charge density differ old charge density:56.00230new124.70394 66F=0.17936658E+01E0=0.18295246E+01d E=0.557217E-02 curvature:0.00expect dE=0.000E+00dE for cont linesearch0.000E+00 ZBRENT:fatal error in bracketing please rerun with smaller EDIFF,or copy CONTCAR to POSCAR and continue 但是，将CONTCAR拷贝成POSCAR，接着算静态没有报错，这样算出来的结果有问题吗？ 对策1：用这个CONTCAR拷贝成POSCAR重新做一次结构优化，看是否达到优化精度！ 对策2：用这个CONTCAR拷贝成POSCAR，并且修改EDIFF（目前参数EDIFF=1E-6）,默认为10-4 错误： WARNING:Sub-Space-Matrix is not hermitian in DAV1-7.626640664998020E-003 网上参考解决方案： 对策1：减小POTIM:IBRION=0，标准分子动力学模拟。通过POTIM控制步长。 POTIM：当IBRION=1,2或3时，是力的一个缩放常数（相当于确定原子每步移动的大小），默认值为0.5。 对策2：改IBRION=1，采用准牛顿算法来优化原子的位置。 原IBRION=2，采用共轭梯度算法来优化原子的位置 对策3：修改ISMEAR 对策4：换成CG弛豫（共轭梯度算法）IBRION=2(决定结构优化过程中，原子如何移动或弛豫) IBRION=2离子是否运动，1不运动但做NSW外循环。0动力学模拟，1准牛顿法离子弛豫 2CG法离子弛豫，3采用衰减二阶运动方程离子弛豫， INCARrelax中设置IBRION=2，未解决！ 对策5：用的CG算符，出现的错误是CG算符不能算，在INCAR中加上IALG=Fast（电子优化采用blocked Davidson 方法[IALGO=38:IALG=Normal]和RMM-DIIS算法[IALGO=48:IALG=Very_Fast]混合）试一试

半导体热敏电阻的电阻—温度特性

半导体热敏电阻的电阻—温度特性 摘要：使用计算机软件OriginPro 7.5对实验数据作出处理，得到拟合曲线、电阻温度系数和热敏电阻的材料常数，并指出不确定度。 关键词：热敏电阻；数据处理；拟合曲线。 Semiconductor thermal resistor’s resistance- Thermodynamics temperature characteristic (Chemistry and Chemical Engineering, Southeast University, Nanjing 210096) Abstract:Through using computer software OriginPro 7.5 to process experimental data, we can get fitting curve and coefficient. And pointing out the system error. key words: Semiconductor thermal resistor ; Data processing; Fitting curve 大学物理实验“半导体热敏电阻的电阻—温度 特性”是仿真实验，使用OriginPro 7.5软件进行 数据辅助处理，可以得到较为理想的结果 计算机拟合曲线 某些金属氧化物半导体满足的电阻与温度的关系 满足关系式： R T =R ∞ e B/T 式中R T为温度为T时的热敏电阻阻值，R∞是温度T趋于无穷时的热敏电阻的阻值。B是热敏电阻的材料常数，T是热力学温度。 热敏电阻对温度变化反应的灵敏度一般由电阻温度系数α来表示，根据定义，电阻温度系数表示为： α= dR T/(R T dT) 由于这类热敏电阻的α值为负，因此被称为负温度系数（NTC）热敏电阻，，这也是最常见的一类热敏电阻。 1数据处理

计算机仿真实验半导体热敏电阻的电阻—温度特性实验报告

半导体热敏电阻的电阻—温度特性 实验原理 1. 半导体热敏电阻的电阻—温度特性：某些金属氧化物半导体（如：Fe3O4、MgCr2O4 等）的电阻与温度的关系满足式（1） RT = R∞ e B T （1） 式中 RT 是温度为 T 时的热敏电阻阻值，R∞ 是 T 趋于无穷时热敏电阻的阻值①，B 是热敏电阻的材料常数， T 为热力学温度。热敏电阻对温度变化反应的灵敏度一般由电阻温度系数α来表示。根据定义，电阻温度系数可由式（2）来决定： α= 1 dRT RT dT （2） 由于这类热敏电阻的α值为负，因此被称为负温度系数（NTC）热敏电阻，这也是最常见的一类热敏电阻。 2. 惠斯通电桥的工作原理半导体热敏电阻的工作阻值范围一般在 1~106Ω，需要较精确测量时常用电桥法，惠斯通电桥是一种应用很广泛的仪器。惠斯通电桥的原理如图 1 所示。四个电阻 R0 、 R1 、R2 和 R x 组成一个四边形，其中 R x 就是待测电阻。在四边形的一对对角 A 和C 之间连接电源；而在另一对对角 B 和 D 之间接入检流计 G。当 B 和 D 两点电势相等时，G 中无电流通过，电桥便达到了平衡。平衡时必 D R1 Rx SG A G C R2 R B E R0 Sb

图 1 惠斯通电桥原理图 图 2 惠斯通电桥面板图 ① 由于(1)式只在某一温度范围内才适用，所以更确切的说R∞ 仅是公式的一个系数，而并非实际 T 趋于无 穷时热敏电阻的阻值。 有 Rx = R1 R R0 ， 1 和 R0 都已知， R x 即可求出。 R0 为标准可变电阻，由有四个旋钮的电 R2 R2 阻箱组成，最小改变量为 1Ω。 R1 称电桥的比率臂，由一个旋钮调节，它采用十进制固定 R2 值，共分 0.001，0.01，0.1，1，10，100，1000 七挡。测量时应选择合适的挡位，保证测量值有 4 位有效数。电桥一般自带检流计，如图 2 所示，如果有特殊的精度要求也可外接检流计，本实验采用外接的检流计来判断电桥的平衡。实验内容 1. 数据测量打开大学物理仿真实验软件，在实验目录中选择“热敏电阻”进入本实验主页面。在实验桌上点击各仿真实验仪器（包括：功率调节器、电炉及热敏电阻、惠斯通电桥、检流计和稳压电源）和说明书，进入相关页面并按照说明了解仪器型号、使用方法及基本性能，对于实验仪器上的所有调节旋钮，其调节方法均为点击鼠标左键反时针转，点击鼠标右键顺时针转。熟悉各实验仪器的使用后，点击“连接导线”进入相关页面，按图 3 接线，其中功率调节器和电炉之间已经连接，不需要再用导线去连。连线正确后点击“开始测量数据”按钮进入测量页面。 检流 + + －检流计 + － + 惠斯通电桥 电源 －

自旋-轨道耦合

自旋-轨道作用[编辑] 在量子力学里，一个粒子因为自旋与轨道运动而产生的作用，称为自旋-轨道作用（英语：Spin–orbit interaction），自旋-轨道效应或自旋-轨道耦合。最著名的例子是电子能级的位移。电子移动经过原子核的电场时，会产生电磁作用．电子的自旋与这电磁作用的耦合，形成了自旋-轨道作用。谱线分裂实验明显地侦测到电子能级的位移，证实了自旋-轨道作用理论的正确性。另外一个类似的例子是原子核壳层模型（shell model）能级的位移。 半导体或其它新颖材料常常会涉及电子的自旋-轨道效应。自旋电子学专门研究与应用这方面的问题。 目录 [隐藏] 1 电子的自旋-轨道作用 1.1 磁场 1.2 磁矩 1.3 哈密顿量微扰项目 1.4 能级位移 2 参阅 3 参考文献 4 外部链接 电子的自旋-轨道作用[编辑] 在这篇文章里，会以相当简单与公式化的方式，详细地讲解一个束缚于原子内的电子的自旋-轨道作用理论。这会用到电磁学、非相对论性量子力学、一阶微扰理论。这自旋-轨道作用理论给出的答案，虽然与实验结果并不完全相同，但也相当的符合。更严峻的导引应该从狄拉克方程开始，也会求得相同的答案。若想得到更准确的答案，则必须用量子电动力学来计算微小的修正。这两种方法都在本条目范围之外。 磁场[编辑] 虽然在原子核的静止参考系 (rest frame) ，并没有磁场；在电子的静止参考系，有磁场存在。暂时忽略电子的静止参考系不是惯性参考系，则根据狭义相对论[1]，磁场是 ；(1) 其中，是电子的速度，是电子运动经过的电场，是光速。 以质子的位置为原点，则从质子产生的电场是 ； 其中，是质子数量（原子序数），是单位电荷量，是真空电容率，是径向单位矢量，是径向距离，径向矢量是电子的位置。 电子的动量是 ； 其中，是电子的质量。 所以，作用于电子的磁场是 ；(2)