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梯度应变对钛酸钡薄膜介电行为的影响与量子操作的实现

作　者: 胡晓亮
导　师: 夏立新；李立本
学　校: 河南科技大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: BaTiO3薄膜热力学理论介电常数几何相位人工原子量子逻辑门
分类号: O484.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

铁电材料薄膜在动态随机存储器、光电子器件和非挥发存储器等领域具有广阔的应用前景,是目前国际上倍受关注的功能材料。本文以典型的钙钛矿铁电体BaTiO₃为例,应用修正的Landau-Devonshire理论,同时考虑到了膜中应变随位置的变化,基于Pertsev热力学理论分析了的BaTiO₃薄膜介电常数随温度的变化情况。发现衬底与膜间热膨胀系数差、膜的沉积温度都显著的影响BaTiO 3薄膜介电常数的值及其峰值温度,计算结果与实验数据较好地吻合。随着量子计算和量子信息的日益发展,设计强大而有效的量子逻辑门越来越显得非常重要。同时,量子计算通用门组的研究也大大简化了量子计算机的物理实现。本文后半部分工作考虑了由超导量子干涉电路（SQUID）构成的三脚型人工原子,利用共振激光脉冲获得几何相位门。阐明了量子态几何相位的形成,其变化可由三束激光脉冲波形、相对强度及其相位来控制。同时,基于几何相位,给出了实现单量子比特门、Hadamard门和两量子比特受控非门的方案。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-6
第1章绪论  6-20
  1.1 课题背景  6-7
  1.2 铁电体概述  7-11
    1.2.1 铁电体的分类  7-8
    1.2.2 铁电体的介观结构特征：铁电畴  8
    1.2.3 铁电体的宏观特征：电滞回线和居里温度  8-10
    1.2.4 铁电体的主要物理性能及其应用  10-11
  1.3 铁电薄膜的重要应用及制备方法  11-12
  1.4 朗道理论  12-15
    1.4.1 关于铁电相变的研究  12-13
    1.4.2 Landau 相变理论  13-15
  1.5 量子计算的基本概念  15-18
    1.5.1 量子比特  15-17
    1.5.2 量子逻辑门  17-18
  1.6 本论文研究内容  18-20
第2章梯度应变对钛酸钡薄膜介电行为的影响  20-26
  2.1 引言  20
  2.2 Pertsev 模型及理论分析  20-23
    2.2.1 Pertsev 模型及结论  20-23
    2.2.2 对Pertsev 关于BaTiO_3 薄膜理论的分析  23
  2.3 结果与讨论  23-25
  2.4 本章小结  25-26
第3章利用四能级人工原子实现量子操作  26-37
  3.1 引言  26-27
  3.2 三脚型四能级人工原子  27-28
  3.3 利用三脚型人工原子的共振激发实现几何相位门  28-32
    3.3.1 单量子比特相位门  28-29
    3.3.2 Hadamard 门  29-31
    3.3.3 两比特相位门  31-32
  3.4 利用三脚型人工原子实现三比特量子门操作  32-36
  3.5 本章小结  36-37
第4章结论  37-38
参考文献  38-41
附录图2-2 和图2-3 程序  41-43
致谢  43-44
攻读硕士学位期间的研究成果  44

梯度应变对钛酸钡薄膜介电行为的影响与量子操作的实现

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