论文部分内容阅读
随着计算机模拟技术和数值计算算法的快速发展,凝聚态物理中越来越多地应用分子动力学模拟技术,并逐渐成为研究物质物理性能的一种重要的研究方法。分子动力学模拟是介于物质的微观结构和宏观特性的一种技术和方法,在一定程度上能够对理论分析和实验现象作出必要的补充和解释,因此广泛应用于物理学、化学、材料科学和一些交叉学科中。利用分子动力学模拟技术和方法来研究物质的物理特性的模型有很多,过阻尼的FK模型是其中一种最简单且能够囊括众多物理特性的模型。本文基于一维过阻尼FK模型,借助于分子动力学模拟技术,来深入研究多体系统的物理特性。 文章首先对分子动力学模拟技术做了简单的介绍,重点讲解了分子动力学的基本原理、所选用的数值计算方法和周期性边界条件的选取。在理解本章基础知识的基础上,通过选取合适的模型来对多体问题的物理特性进行研究。我们首先建立一维FK模型来对简谐相互作用的粒子链的物理特性进行模拟,根据哈密顿量得到粒子链的线性运动方程。将该模型应用于公度和非公度结构中,由于系统中存在的多个尺度相互竞争,系统发生一种复杂的结构相变,即IC相变。 在本文的第三章,基于一维FK模型,对一维简谐相互作用粒子链的共振现象进行研究,特别是前三个harmonic台阶的振幅依赖性。非公度过阻尼FK模型,与公度情况相比,前三个harmonic台阶宽度的振幅依赖性不再具有贝塞尔函数的形式;同时,外界ac驱动力的频率越大,台阶宽度也相应较大,ac驱动力的频率减小时,台阶宽度也被压制。发生共振现象的临界力也对ac驱动力的振幅存在依赖性,当系统只存在dc驱动力时发生共振现象所需的dc驱动力值最大;当ac驱动力的频率较小时,临界力的振幅依赖性中振荡的最大值和振荡周期均被明显压缩。 当外界垫底势不再具有标准形式时,我们研究了垫底势参数对Shapiro台阶的影响,这里我们仍重点关注前三个harmonic台阶和临界力的振幅依赖性。垫底势的形状剧烈地影响Shapiro台阶的数量和形状,随着垫底势形状的改变,harmonic台阶的振荡减弱,振荡的周期明显改变。当垫底势参数取某些值时,所有奇数和偶数最大值的振荡仍保持贝塞尔函数的形式。系统只存在dc驱动力时,发生共振现象的临界力Ec0随参数的增大而增大。