本讲目的究竟什么是电子的强关联-FudanUniversity
强关联电子体系的理论研究报告
强关联电子体系的理论研究报告摘要：本研究报告旨在探讨强关联电子体系的理论研究进展，并对其在凝聚态物理学和材料科学领域的应用进行综述。
通过对强关联电子体系的基本概念、理论模型和计算方法的介绍，我们深入研究了其在超导、磁性、拓扑绝缘体等领域的重要性和前沿问题。
本报告旨在为科研人员提供一个全面的理论框架，以促进对强关联电子体系的深入理解和未来研究的指导。
1. 强关联电子体系的基本概念强关联电子体系是指其中电子间的相互作用起主导作用的体系。
与弱关联电子体系相比，强关联电子体系的电子行为更加复杂，不容易通过传统的平均场理论来描述。
强关联电子体系的研究对于理解高温超导、自旋玻璃、量子自旋液体等现象具有重要意义。
2. 强关联电子体系的理论模型为了描述强关联电子体系，研究者们提出了多种理论模型，其中最著名的包括Hubbard模型、Anderson模型和Heisenberg模型等。
这些模型通过考虑电子间的相互作用和晶格结构等因素，揭示了强关联电子体系的基本行为。
3. 强关联电子体系的计算方法针对强关联电子体系的复杂性，研究者们提出了各种计算方法，如密度矩阵重整化群方法、量子蒙特卡洛方法和精确对角化方法等。
这些计算方法在研究强关联电子体系的基态和激发态性质方面发挥了重要作用。
4. 强关联电子体系的应用强关联电子体系的研究在凝聚态物理学和材料科学领域有着广泛的应用。
其中，超导材料的理论研究和设计是一个重要的研究方向。
通过理论模型和计算方法，研究者们可以预测新型超导材料的存在和性质，为实验提供指导。
此外，强关联电子体系还在磁性材料、拓扑绝缘体等领域展现出重要的应用潜力。
结论：强关联电子体系的理论研究是凝聚态物理学和材料科学领域的重要研究方向。
通过对强关联电子体系的基本概念、理论模型和计算方法的综述，本报告对其在超导、磁性、拓扑绝缘体等领域的应用进行了探讨。
我们相信，随着理论和计算方法的不断发展，强关联电子体系的研究将为我们揭示更多奇特的物理现象，并为材料设计和能源应用等领域提供新的思路和方法。
复旦大学2019年全国硕士研究生招生考试881电子线路与集成电路设计考试大纲
试卷满分 150 分。
模拟电子线路部分总分值为 50 分，题型为简答题和计算题。 数字电路部分总分值为 50 分，题型为填空题和电路分析设计题。 集成电路设计部分总分值为 50 分，题型为简述题和分析计算题。
三、参考书目
作者 书名
出版社
出 版 时 版 备注
间
次
Rabaey 数字集成电路— 电子工业出版社 2004.10
（1）集成电路的分类及相应的设计方法； （2）各类集成电路的设计流程，及设计流程中所涉及的专用术语。 2、数字集成电路设计 （1）CMOS 集成电路制造工艺； （2）MOS 器件的电流方程和大信号等效模型，器件的 SPICE 模型参数； （3）基本数字电路模块的电路与版图分析与设计，如反相器、各种 MOS 组合逻辑电路、时序逻辑电路、存储器与阵列结构、运算单元等； （4）数字集成电路设计的导线模型与互联参数； （5）先进集成电路工艺下数字集成电路面临的设计问题，数字 IC 的实现 策略。 3、模拟集成电路设计 （1）MOS 器件物理，包括器件电流方程、二级效应对电流方程的修正、 寄生电容和电阻、小信号等效模型； （2）基本模拟集成电路模块的分析与设计。如单级放大器、差分放大器、 电流镜电路、放大器的频率响应、噪声分析、放大器反馈电路的分析方法、运算 放大器分析及频率补偿； （3）先进集成电路工艺下模拟集成电路面临的设计问题，模拟 IC 的鲁棒 设计方法及 IC 实现步骤。
等
电路、系统与设
计
拉 扎 维 模 拟 CMOS 集 成 西安交通大学出 2002.12
等
电路设计
版社
史密斯 专用集成电路 电子工业出版社 2004.1
第 1-8 、 12 章
第 1-10 章
强关联电子系统的量子多体物理学
强关联电子系统的量子多体物理学强关联电子系统的量子多体物理学强关联电子系统指的是含有大量电子的系统，其中电子之间存在强烈的相互作用。
这类系统包括了金属、半导体、超导体等材料中的电子。
了解这些系统的物理性质对于理解材料的性质和开发新的材料具有重要意义。
量子多体物理学就是研究这类系统的性质和行为的学科。
本文将介绍强关联电子系统的量子多体物理学相关的几个重要概念和研究方法。
一、量子多体系统和强关联性量子多体系统是指系统中含有多个粒子，并且这些粒子之间的相互作用必须用量子力学描述的系统。
在传统的多体物理学中，我们通常可以将多体系统中的粒子看作是无相互作用的粒子，这样问题的处理就相对容易。
然而，在强关联电子系统中，由于电子之间的相互作用的存在，我们不能使用无相互作用的近似来描述电子的行为。
这使得强关联系统的研究变得复杂而有趣。
二、强关联系统的主要性质强关联电子系统具有一些独特和奇特的性质，这些性质是多体物理学研究的重要课题。
一个重要的性质是电子之间的关联性。
在强关联系统中，电子之间的相互作用影响到了电子的自由度和运动。
这导致了许多令人费解的现象，例如出现了能隙、电子自旋、电荷密度波等。
另一个重要的性质是电荷输运的特殊性质。
在强关联系统中，电子之间的相互作用导致了电子传导的非常丰富和多样的行为，如金属中的电阻、超导体中的零电阻以及其他奇特的电输运现象等。
三、研究工具和方法了解和研究强关联电子系统的物理性质需要使用一些专门的工具和方法。
其中最重要的就是数值计算和模拟方法。
由于强关联系统的复杂性，解析求解的方法往往不可行。
因此，研究人员使用各种数值计算方法，如密度泛函理论、Monte Carlo模拟、量子蒙特卡洛等，来探索系统的行为。
这些数值方法能够提供详细的信息，例如电子结构、能带结构等，帮助我们理解和预测物质中的物理性质。
四、应用和前景强关联电子系统的研究不仅对理论物理学和凝聚态物理学产生了重要的影响，也对材料科学和技术产生了重要的应用价值。
导论--电子信息科学技术概述52页PPT
电子信息技术属于“技术科学”和“应用科学”范畴， 它是“工学”大类各学科中涵盖面最广、渗透力最强的学科。 它和强电结合，产生了“电力电子”，它同机械结合，产生了“机械电子”。
三.关于电子信息技术
什么是电子信息技术
从技术角度
信息获取 信息传输
信息处理 信息服务
存储 软件工程 智能 传感
生产实习、毕业设计 专业基础（选修）课 学科基础课 通识基础课
四.关于大学教育
课程设置
电子信息技术各专业教学计划中的基础课、学科基础课几乎是完全相同 的，一部分专业基础课也相同，不同的主要是方向（轨道）课程。
方向课 侧重工程、应用
专业基础课 侧重技术和系统原理
对能力影响 相对较弱
通识基础课、学科基础课 是基本理论和技术，
控 信息与通信工程
制
科
学
计算机科学与技术
与
工
程
光学工程
数字媒体技术（新专业）
微电子产业 通信产业（含专业软件） 计算机硬件产业 软件产业 数字家电产业 互联网产品
光电子产业 信息服务业
二. 电子信息产业的主要领域及 与学科之间的关系
导论介绍的相关内容
图像信息处理 与应用
电磁波与无 线电
微波技术与微 波集成电路
信息获取
信息传输
信息处理
数 获取
遥感技术
雷达
GPS定位
等
编码、调 制、检测 固定通信 移动通信 光纤传输 电波天线 微波中继
等
语音处理 图像处理 文字处理 信号处理 信息处理 神经网络 模式识别
等
信息存储
磁存储 光存储 半导体存
储 网络存储 纳米存储
本科专业认证《数字电路与逻辑设计A》课程教学大纲
《数字电路与逻辑设计A》课程教学大纲（Digital Circuits and Digital DesignA）编写单位：计算机与通信工程学院计算机科学与技术系编写时间：2021年7月《数字电路与逻辑设计A》课程教学大纲一、基本信息课程名称：数字电路与逻辑设计A英文名称：Digital Circuits and Digital Design A课程类别：专业教育课程课程性质：必修课课程编码：0809000146学分：4总学时：64 其中，讲授64学时，实验0学时，上机0学时，实训0学时适用专业：计算机科学与技术先修课程与知识储备：高等数学、大学物理后继课程：计算机组成原理、嵌入式系统二、课程简介《数字电路与逻辑设计A》是计算机科学与技术专业学生的一门必修专业基础课程，是该专业学生学习有关“电”的重要工程基础类课程。
本课程首先学习电路的基本规律、定理以及电路的分析方法。
然后学习模拟电子电路的基本原理及分析设计方法，包括半导体器件、放大电路、集成运算放大器等相关知识。
最后学习数字逻辑电路的基本原理、基本分析方法和基本设计方法，掌握数字集成电路的使用，了解可编程逻辑器件原理和数字电路EDA设计概念，为后续专业课程的学习打下基础。
三、教学目标1、课程思政教学目标：集成电路产业的重要性、国内外差距现状、国内优势领域、创新意识培养、家国情怀和责任意识、严肃认真的科学作风。
2、课程教学总目标：通过本课程的教学，使学生掌握电路的基本理论知识和基本分析方法，以及模拟电路和数字电路的相关理论、分析和设计方法，培养学生的科学思维能力和理论联系实际解决问题的能力。
3、课程目标与学生能力和素质培养的关系：课程思政目标有利于培养学生的爱国意识、专业素养和良好的工作作风；课程教学目标有利于培养学生对计算机科学与技术中涉及到的模拟电路和数字电路问题进行分析和设计的能力。
4、毕业要求—课程目标关系（OBE结果导向）表1 毕业要求-课程目标关系表注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”表示课程与各项毕业要求的关联度。
强关联电子系统揭示电子集体行为的奥秘
强关联电子系统揭示电子集体行为的奥秘强关联电子系统是指由强相互作用效应主导的电子系统。
在这类系统中，电子之间存在较强的相互吸引或排斥作用，使得它们不能被简单地看作独立的粒子，而呈现出集体行为。
揭示这些系统的奥秘，对于理解和应用现代材料的特殊性质具有重要的意义。
一、强关联电子系统的特征强关联电子系统常表现出多种非常规的物理现象，例如高温超导、量子自旋液体以及铁磁相变等。
这些现象背离了常规的电子行为，其起源正是因为系统中电子之间的强关联效应。
相比于弱相互作用电子系统，强关联电子系统具有以下几个特征：1. 电子间的相互作用强于动能。
在一般情况下，电子的动能远大于它们之间的相互作用。
然而，在强关联电子系统中，这种情况正好相反，电子之间的相互作用占据主导地位。
2. 并非所有电子都可以看作独立粒子。
强关联电子系统中的电子相互作用导致了电子之间的强耦合，使得它们不能被简单地描述为独立的粒子。
相反，电子的运动必须通过整个系统的集体行为来描述。
3. 出现涨落和激发态。
强关联电子系统常常在低温下出现量子涨落和奇异的激发态。
这些涨落和激发态对于研究和理解这些系统的性质至关重要。
二、电子集体行为的源头在强关联电子系统中，电子之间的相互作用导致了集体行为的出现。
这些集体行为可以通过多种机制产生，包括电子自旋、电子密度波和电子配对等。
以下是一些常见的电子集体行为的源头：1. 自旋交换作用。
当电子具有自旋时，它们之间会发生自旋交换作用。
这种作用导致了电子自旋排列的有序性，使系统呈现出自旋液体或自旋玻璃等特殊的性质。
2. 密度波形成。
在某些条件下，强关联电子系统中的电子密度会出现周期性的波动，形成所谓的电子密度波。
这种波动导致了电子分布的不均匀，进而影响了电子的输运性质。
3. 电子配对。
在某些强关联电子系统中，电子可以通过相互吸引的作用形成电子对。
这些电子配对可以解释一些非常规物理现象，例如高温超导。
三、揭示电子集体行为的研究方法要揭示强关联电子系统的奥秘，科学家们采用了多种研究方法。
强关联电子系统研究报告
强关联电子系统研究报告摘要：强关联电子系统是指在低温下，电子之间相互作用明显，电子自旋、电荷和轨道之间耦合强烈的电子体系。
本研究报告综述了强关联电子系统的研究进展，包括其基本概念、研究方法以及在材料科学和量子信息领域的应用。
引言：强关联电子系统是固体物理学中一个重要的研究领域，具有广泛的科学和技术应用前景。
强关联效应在高温超导、量子自旋液体、量子计算等领域都有重要的作用。
因此，深入理解和探索强关联电子系统的性质和行为对于发展新型材料和实现量子信息处理具有重要意义。
一、基本概念强关联电子系统是指在低温下，电子之间相互作用明显，电子自旋、电荷和轨道之间耦合强烈的电子体系。
与弱关联电子系统相比，强关联电子系统的行为更加复杂，常常涉及到量子相变、低维度效应以及非常规的电子输运性质等。
二、研究方法研究强关联电子系统的方法主要包括实验观测和理论模拟两种。
实验观测方面，常用的技术包括低温电子输运、磁性测量、光谱学等。
理论模拟方面，基于量子场论的方法和数值计算方法被广泛应用于强关联电子系统的研究。
三、材料科学中的应用强关联电子系统在材料科学中有着广泛的应用。
例如，高温超导材料中的电子之间的强关联效应是实现高温超导的基础。
此外，强关联电子系统还可以用于制备新型的磁性材料、多铁材料以及自旋电子学器件等。
四、量子信息领域的应用强关联电子系统在量子信息领域也有着重要的应用。
例如，基于强关联电子系统的量子比特可以用于实现量子计算和量子通信。
此外，利用强关联电子系统的量子纠缠性质，还可以实现量子隐形传态和量子密码等新型的量子信息处理方法。
结论：强关联电子系统作为一个重要的研究领域，在材料科学和量子信息领域都有着广泛的应用前景。
通过深入理解和探索强关联电子系统的性质和行为，我们可以开发出新型的材料和实现量子信息处理的新方法，推动科学技术的发展。
未来的研究应该进一步提高实验技术的精度和理论模拟的准确性，以便更好地理解和利用强关联电子系统的特性。
(2010年制度经济学专题研究)第5讲,诺思
School of Economics, Fudan University
2, 诺思制度变迁理论的三大基石
School of Economics, Fudan University
在较详细地评述诺思的制度变迁理论 之前，先让我们来看一下他是如何来定 义“institution”一词的。应该说，从七 十年代末以来，诺思在界定“制度”这 个词的含义方面是比较一致的。在《经 济史的结构与变迁》中，诺思（1981， 页225-226）说：“insitutions 是一系列 被制定出来的规则、守法程序和行为的 道德伦理规范，它旨在约束追求主体福 利或效用最大化利益的个人行为。”
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（一）诺思的制度变迁理论中的产权理论。 受科斯（Ronald Coase）和阿尔钦（Amen Alchian） 的和张五常（Steven N. S. Cheung）的影响，诺思把产权 分析以及私有财产制度视作为他的制度变迁理论的第一 块基石，以致他甚至在《变迁》中的一个地方把制度理 解为产权本身（见诺思，1981，页89）。正是出于这一 考虑，在这本书的“序言”中，诺思一开始就指出，他 所要做的工作是要为分析经济史实提供一个新的框架。 他指出，从斯密的《国富论》以来，专业化与劳动分工 曾是许多经济学家理论分析的中心问题。然而，他批评 道：“经济学家们在建构他们的模型时，忽略了专业化 和劳动分工所产生的费用。这些交易费用是决定一种政 治和经济体制结构的制度基础”。这样，诺思从经济史 的角度对社会制度的分析，开门见山地就把人们思路引 导到现代产权经济学的中心问题上来。
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复旦微电子-模拟电路-第5章 反馈精选文档PPT课件
A
F
两者之间的关系:
Af
A
A f A f (1 A F ) 2
A 1 A 1 AF
2020/11/11
模拟电子学基础
15
复旦大学电子工程系 陈光梦
负反馈放大器的输入阻抗
ii + vi ri A
ii + vi ri A
vf
F
rif
rif ri(1AF)
串联负反馈
2020/11/11
if
F
rif
rif
ri
1 AF
并联负反馈
模拟电子学基础
16
复旦大学电子工程系 陈光梦
负反馈放大器的输出电阻
s
+
_+
i
f
io
A vo
ro
i'o= 0
vof + F vf
s
+
+
i
_
f
io
A
ro
F if
iof vo
rof
rof
rof
ro 1 AF
rof ro(1AF)
电压负反馈
电流负反馈
2020/11/11
反馈网络分离后的电压串联负反馈
vs +_+ vi rid
vf R1
ro vo
F
Rf
vof
Rf vf
R1
原来的电压 放大器
2020/11/11
考虑反馈网络影响后的 基本放大器
模拟电子学基础
23
复旦大学电子工程系 陈光梦
电压串联负反馈的例子
放大器的基本参数为：差分放大器的差模输入电阻 rid=10K,射极跟随器的输出电阻ro3=100，三级放大器 的电压增益Av0=8000。反馈网络的参数为R1=1k, Rf=20K。
磁学》；（复旦大学）贾起民《电磁学》。目的与要求：
一、磁性的起因：
磁性起源于磁铁两极的磁荷。出发点是 qm ，
* 是从研究永磁体磁性总结出来的。
二、基本知识：
1、磁库仑定律： Fm
=
K
qm1qm2 r2
2、磁场强度： H ≡ F m qm
3、 H 的基本性质，（无自由电流，仅是 qm 的场）
∫L M idl = 0
∫L Eidl = 0
对比
74
∫∫ H id S = qm
（1）磁畴的变化分为而步：①扩张与压缩， Pi 同 B外 同向扩张，逆向收缩（顺着昌逆者亡）。
②取向变化： B外 大时发生取向变化。
（2）饱和：当 M 达到最大值时即饱和。
73
B外 = 0
B外 ≠ 0
→ 增大
M max
(∵ B = B0 + B′
B0 ↑ B ↓ 但 B′ 不变）
（3）磁滞：磁畴变化的不可逆性。
这些区域称为“磁畴”
1、磁畴：自发磁化的小区域。大小不等、形状各异。 ΔV 10−15 m3 含1012 −1015 原子，标志：用
磁矩 Pi 表示。
Pi 由电子自旋磁矩产生的，与轨道运动无关。
∑ 2、磁化 ： B外 = 0 ΔV 内 P = 0 ，不显磁性。 i ∑ P = 0 时 (H ≠ 0) i
用安培分子电流理论来解释。 分子电流： 每个分子等效一个圆电流
2、磁化强度定义；
∑ pmi
M= i ΔV
是表示磁介质被磁化程度的物理量；
是一个宏观空间矢量点函数；
M 处处相同时，为均匀磁化。
3、磁化强度和磁感应强度的关系：
M = gB
g = χm μ0 (1+ χm )
χm 介质的磁化率
磁致多铁性物理与新材料设计
磁致多铁性物理与新材料设计*董帅1，†向红军2，††(1东南大学物理系南京211189)(2复旦大学物理系计算物质科学教育部重点实验室应用表面物理国家重点实验室上海200433)Physics and design of magnetic multiferroicsDONG Shuai 1，†XIANG Hong-Jun 2，††(1Department of Physics ，Southeast University ，Nanjing 211189，China)(2Department of Physics and Key Laboratory of Computational Physical Sciences (Ministry of Education)，State Key Laboratory of Surface Physics ，Fudan University ，Shanghai 200433，China)摘要磁致多铁材料是多铁性材料大家族中的后起之秀，其特色在于其铁电性起源于特定的磁序，因此其铁电性与磁性紧密关联，具有本征的强磁电耦合效应。
目前对磁致多铁性的研究以基础物理为主。
随着对磁致多铁现象背后物理机制认识的不断深入，不断有新的磁致多铁材料被设计、预言和发现，其性能也在不断地提高。
文章简要介绍了磁致多铁材料所涉及的基本物理机制，并根据这些已知的规律，回顾了近年来寻找和设计新的磁致多铁材料的经验。
关键词磁致多铁，Ｄｚｙａｌｏｓｈｉｎｓｋｉｉ—Ｍｏｒｉｙａ作用，交换收缩，磁序诱导铁电性统一极化模型，第一性原理计算Abstract Magnetic multiferroics belong to an important branch of the big multiferroicsfamily.Because the ferroelectric polarizations are directly induced by particular magnetic orders,magnetic multiferroics exhibit strong intrinsic magnetoelectric coupling.Current research on mag-netic multiferroics is mostly focused on their fundamental physics.Benefitting from the progress of research on physical mechanisms,more and more new magnetic multiferroic materials have been designed,predicted,and discovered,with continual improvement in their magnetoelectric per-formance.We review briefly the physical mechanisms involved in magnetic multiferroics,as well as the efforts in recent years to search for and design new magnetic multiferroics.Keywordsmagnetic multiferroics,Dzyaloshinskii —Moriya interaction,exchange stric-tion,unified model of ferroelectricity induced by spin order,first-principles calculation2013－11－15收到†email ：sdong@††email ：hxiang@DOI ：10.7693/wl20140304*国家自然科学基金(批准号：51322206,11274060,11104038)、国家重点基础研究发展计划(批准号：2011CB922101,2012CB921400)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准号：20100092120032)、新世纪优秀人才支持计划(批准号：NCET-10-0325，NCET-10-0351)资助项目，上海市东方学者项目１引言2003年，BiFeO 3薄膜[1]和TbMnO 3单晶[2]的发现和研究揭开了多铁性材料的研究序幕，多铁性材料和物理的研究进入了蓬勃发展时期，跻身成为关联电子大家庭中又一重要分支。
本科生学习手册-FudanUniversity
复旦大学微电子学院本科生学习手册 （ 2018版）目录第一章. 前言 (3)1.1复旦大学微电子学院简介 (3)1.2微电子学院本科生课程学习手册使用指南 (5)第二章. 微电子学院本科生培养模式 (6)2.1 微电子学院本科生培养目标 (6)2.2微电子学院本科生培养理念 (6)2.3微电子科学与工程专业课程体系概要 (8)2.4本科生导师制 (10)2.5 实践与能力训练 (11)2.6 毕业设计与毕业论文 (11)第三章. 选课指导 (13)3.1 学分要求 (13)3.2通识教育课程 (13)3.3大类基础课 (15)3.4微电子科学与工程专业教育课程体系 (16)3.4.1专业必修课(43学分) (17)3.4.2专业必修课程修读路线图 (18)3.4.3专业选修课程（17学分） (20)第四章. 微电子科学与工程专业课程简介 (21)4.1大类基础课 (21)4.2微电子科学与工程专业必修课程简介 (39)4.3微电子科学与工程专业选修课程简介 (50)4.4任意选修(3学分) (69)微电子科学与工程专业本科生学习手册第一章.前言1.1复旦大学微电子学院简介复旦大学微电子学院具有优秀的办学基础，前身是1958年我国半导体物理学的开拓者之一谢希德教授创办的半导体物理专业。
1984年设立博士点，1988年，“微电子学与固体电子学”被评为国家重点学科。
1992年“专用集成电路与系统”国家重点实验室获批，具备国际一流的软硬件设计环境。
为带动电子信息学科发展，复旦大学积极响应“国家急需，世界一流”号召，2013年4月作为试点单位成立了复旦大学微电子学院。
现有办学面积7.66万平方米，是复旦大学积极发展工科“先行先试”的首个改革试点单位。
学校给予了微电子学院充分的资源保障和有力的支持。
作为2013-2014年复旦大学学科建设的一号工程，聘请了国内外著名专家学者组成了强有力领导核心，组织了国内外知名学者对人才培养、学科发展以及产学合作进行了多次讨论，为示范性微电子学院的建设奠定了坚实基础。
最新《电力电子技术》西安交通大学_王兆安_第五版
1.2 电力电子技术的发展史
■电力电子技术的发展史
图1-3 电力电子技术的发展史
◆一般认为，电力电子技术的诞生是以1957年美国通用 电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。
8
1.2 电力电子技术的发展史
◆晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前期或黎 明期。
☞1904年出现了电子管，它能在真空中对电子流进行控 制，并应用于通信和无线电，从而开启了电子技术用于电 力领域的先河。
☞电力电子技术和控制理论 控制理论广泛用于电力电子技术中，它使电力电
子装置和系统的性能不断满足人们日益增长的各种 需求。电力电子技术可以看成是弱电控制强电的技 术，是弱电和强电之间的接口。而控制理论则是实 现这种接口的一条强有力的纽带。
另外，控制理论是自动化技术的理论基础，二 者密不可分，而电力电子装置则是自动化技术的基 础元件和重要支撑技术。
11
1.2 电力电子技术的发展史
☞把驱动、控制、保护电路和电力电子器件集成在 一起，构成电力电子集成电路（PIC），这代表了 电力电子技术发展的一个重要方向。电力电子集成 技术包括以PIC为代表的单片集成技术、混合集成 技术以及系统集成技术。
☞随着全控型电力电子器件的不断进步，电力电子 电路的工作频率也不断提高。与此同时，软开关技 术的应用在理论上可以使电力电子器件的开关损耗 降为零，从而提高了电力电子装置的功率密度。
年来也采用了变频装置，以达到节能的目的。
13
1.3 电力电子技术的应用
☞有些并不特别要求调速的电机为 了避免起动时的电流冲击而采用了 软起动装置，这种软起动装置也是 电力电子装置。 ☞电化学工业大量使用直流电源， 电解铝、电解食盐水等都需要大容 量整流电源。电镀装置也需要整流 电源。 ☞电力电子技术还大量用于冶金工 业中的高频或中频感应加热电源、 淬火电源及直流电弧炉电源等场合。
2024年金钥匙科技竞赛团体赛科学素养题3
2024年金钥匙科技竞赛团体赛科学素养题31.（）2016年被称为虚拟现实元年，虚拟现实技术呈现出一种井喷的状态。
问题：虚拟现实技术当前还存在一些障碍，其中一个就是容易让人感到眩晕，这种眩晕和以下哪种状态背后的科学原理是一样的？ [单选题] *A. 醉酒B. 晕车(正确答案)C. 低血糖引起的头晕答案解析：当人们体验虚拟现实产品时，由于视觉信息与身体运动信息不匹配，容易造成冲突，从而产生眩晕的感觉，这和晕车、晕船类似。
2.（）立体显示技术是虚拟现实系统中要用到的一项主要技术，那么，为什么我们平时看到的东西是立体的、有景深的，而不是平面的，其中的原理是什么？ [单选题] *A.人眼的外形接近球形，所以看东西都是立体的B.每只眼睛包含１０７亿个感光细胞，足够处理复杂的信息C.左右眼观察到的图像有区别，两个画面叠加就形成了立体的感觉(正确答案)答案解析：人眼之间是存在着差异的，人眼观察到的画面其实是两个角度观察到的画面，所以会有两个画面叠加而形成立体的感觉。
3.（）虚拟现实是多种技术的综合，但是不包括以下哪种技术？ [单选题] *A. 对观察者头、眼和手的跟踪技术B. 动态环境建模技术C. 分子计算机技术(正确答案)答案解析：分子计算机的部件均由具有特定功能的分子承担，它们之间的整合，通常要通过形成不同类型的化学键来完成，因而其属于分子生物学、化学合成和材料科学等学科领域。
4.（）2016年8月16日，由中国科学技术大学主导研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在酒泉卫星发射中心用“长征二号”丁运载火箭成功发射升空。
“墨子号”不仅将助力我国广域量子通信网络的构建，服务于国家信息安全，还将开展对量子力学基本问题的空间尺度实验检验，加深人类对量子力学自身的理解。
问题：首颗量子科学实验卫星取名为“墨子”，其中原因是什么？ [单选题] *A.墨子首先通过小孔成像实验发现了光沿直线传播(正确答案)B.墨子发明了“矩”，《墨子·天志上》说：“轮匠执其规矩，以度天下之方圆。
强关联电子系统的理论与实验研究
强关联电子系统的理论与实验研究强关联电子系统是一种在原子、分子和固体中发生的，由于电子之间的强相互作用而导致的电子行为现象。
它在凝聚态物理学和量子化学领域有着重要的研究价值与应用潜力。
本文将从理论与实验两个方面对强关联电子系统的研究进行探讨。
一、理论研究1.哈密顿量建模在理论研究中，建立哈密顿量是研究强关联电子系统的关键。
哈密顿量描述了系统的总能量和相互作用。
对于强关联电子系统，传统的平均场理论不能很好地描述其行为，因此需要引入更为复杂的计算方法，如格林函数理论、密度泛函理论和量子蒙特卡洛方法等。
这些方法可以更准确地描述电子间的相互作用。
2.相互作用效应强关联电子系统的研究关注的一个重点是相互作用效应。
相互作用效应可以改变电子的行为，例如电子的自旋、电荷分布以及能带结构等。
在强关联电子系统中，相互作用效应可能导致出现新的物理现象，如高温超导和量子自旋液等。
3.模型与理论解析为了研究强关联电子系统，研究人员通常使用一些简化的模型，如Hubbard模型、Anderson模型和自旋模型等。
这些模型可以帮助我们理解强关联系统的基本行为，并提供一些定性的结果。
此外，还有一些理论解析方法用于求解这些模型，如精确对角化、近似方法和重整化群等。
二、实验研究1.制备与表征在进行强关联电子系统的实验研究时，首先需要制备样品并进行表征。
对于某些材料，研究人员可以使用化学合成方法来制备单晶样品。
同时，也可以使用先进的表征技术，如X射线衍射、扫描电子显微镜和拉曼光谱等，来分析样品的结构和性质。
2.调控与调节为了研究强关联电子系统，实验研究人员还需要对系统进行调控和调节。
例如，可以通过改变温度、磁场和压力等外部条件来控制强关联电子系统的行为。
此外，还可以利用先进的实验技术，如纳米加工和单个分子操纵等，来改变系统的结构和性质。
3.测量与分析在实验研究中，还需要进行测量和分析。
这些测量包括电阻、磁化率、热容和电子能谱等。
通过这些测量，研究人员可以获取强关联电子系统的一些基本性质。
复旦大学微电子882半导体器件原理完整版
一．选择题１５＊６１。
p＋－n结耗尽层宽度主要取决于：BＡ：p＋区浓度Ｂ：n区的浓度Ｃ：p＋区和n区的浓度２。
二极管正向阈值电压Ｖf：bＡ：随温度升高而升高Ｂ：随温度升高而下降Ｃ：不随温度变化３。
p－n结隧穿电压比雪崩击穿电压：BＡ：来得大Ｂ：来得小Ｃ：在同一数量级上４。
双极型晶体管共基极连接：Ａ：只有电流放大作用Ｂ：既有电流放大作用又有电压放大作用Ｃ：无电流放大有电压放大５。
晶体管基区运输系数主要决定于：cＡ：基区浓度Ｂ：基区电阻率和基区少子寿命Ｃ：基区宽度和基区少子扩散长度６。
npn平面晶体管发射效率与发射区浓度关系；CＡ：发射区浓度越高发射效率越高Ｂ：发射区电阻率越高发射率越高Ｃ：发射区浓度不能太高否则发射率反而下降７。
电子迁移率等于１５００，４００Ｋ温度下其扩散系数为：BＡ：３９Ｂ：５２Ｃ：７０８。
题目给出mos结构的Ｑsc～ψs关系图，要求判断其衬底是什么型（n型，p 型，中性）９．理想的mos结构Ｃ～Ｖ关系图与实际的Ｃ～Ｖ关系图的差别是：Ａ：只有p型时，向负方向平移一段距离Ｂ：n型时向正方向平移一段距离Ｃ：向负方向平移一段距离，与类型无关１０．mos管＂缓变沟道近似＂是指：Ａ：垂直与沟道方向电场和沿沟道方向电场变化很慢Ｂ：沿沟道方向的电场变化很慢Ｃ：沿沟道方向的电场很小１１．mos工作时的沟道夹断点电压Ｖdsat：Ａ：与栅电压Ｖgs无关Ｂ：在长沟道与短沟道是不同Ｃ：始终等于Ｖgs－Ｖt１２．nos管体电荷变化效应是指；Ａ：衬源偏压Ｖbs对阈值电压Ｖt的影响Ｂ：沟道耗尽层受栅压Ｖgs影响而对电流Ｉds影响Ｃ：沟道耗尽层受栅压漏源电压Ｖds影响而对电流Ｉds影响１３．mos亚阈值电流的主要特征：具体选项没记下，主要是电流随Ｖgs指数变化，当Ｖds大于３ＫＴ／q时电流与Ｖds关系不大１４．nos管短沟道效应是指：选项没有记下１５．控制cmos倒相管latch－up最有效的方法：Ａ：提高沟道电场Ｂ：等比率缩小器件Ｃ：增大衬底电阻二．名词解析５＊６１．试说明迁移率的定义是什么？其量纲是什么？２．试说明mos管沟道长度调变效应及其影响３．试说明mos管有放大作用的基本原理４．试说明mos管的频率特性和其基本参数的关系５．试说明如何降低n沟道mos集成倒相器静态工作时的功耗三．计算题１＊３０有一个n沟道mos场效应管，衬底浓度Ｎa＝１０＾１７（cm＾－３），氧化层厚度Ｔox＝５０nm，氧化层中正电荷密度Ｎss＝１０＾１０（cm＾－２），金属ＡＬ的功函数Ｗm＝４．２ev，硅的电子亲和势为４．０５ev．试求该管的阈值电压Ｖt，它是什么型？在Ｖg＝３v，Ｖds＝２v时，它工作在什么区？（注：其他的所有常数都没有给出）器件题目：一单项选择题5'*12（部分选项可能与实题有出入）1.在P正-N结中耗尽层的宽度取决于A.NaB.NdC.Na和Nd2.在二极管中，正向阈值电压Vf和温度的关系是A.Vf随温度升高而上升B.Vf随温度升高而下降C.Vf不随温度变化3.二极管中的隧道击穿电压和齐纳击穿电压相比A.隧道击穿电压高B.齐纳击穿电压高C.两个击穿电压在一个数量级之上4.P正-N结中，势垒电容的大小取决于aA.NaB.NdC.Na和Nd5.双极型p-n-p晶体管中，发射区掺杂浓度和发射效率的关系是A.掺杂浓度越高，发射效率越高B.掺杂浓度和发射效率没有关系C.掺杂浓度并非越高越好，过高反而会降低发射效率6.在双极型晶体管中，使用Ge-Si基区的目的是（选项记不清了）A.提高发射效率并且降低基区电阻B.提高基区输运系数C.仅仅为了提高发射效率7.在双极型晶体管中，基区输运系数与什么有关A.发射区掺杂浓度B.基区宽度和少子扩散长度C.基区掺杂浓度和少子分布8.在漂移基区晶体管中，基区内建电场与什么因素关系最大A.少子浓度分布B.掺杂浓度C.基区宽度9.在N沟道耗尽型MOS管中，何时沟道会消失A.Vg<VtB.Vg>VtC.Vg>010.MOS管的沟道电流与以下那些因素有关（选项记不清了，知道公式就能选对）11.MOS管的阈值电压与以下那些因素有关（同上）12.MOS管的短沟道效应会导致以下什么的发生A.沟道电流和阈值电压都增大B.沟道电流增大C.阈值电压增大二计算题30'*31.根据以下四个MOS电容中直流电荷的分布图，判断1)衬底类型2)MOS电容工作在什么区3)画出MOS表面能带图（四个图为半物课本MOS结构中的那几张，因为我现在手里没有半物书，具体是否一一对应暂时不明）2.已知IDSS＝10^-4A,VDSAT=4V,Vt=0.8V1)求VGS2)若VGS=2V,VDS=2V,求IDS3)若VGS=3V,VDS=1V,再求IDS3.已知在CMOS集成倒相器中，tox＝50nm,p-sub衬底浓度为4.5*10^16,Nss=2*10^10(这个数量级记不清了)，Al的功函数为4.2V，p阱的注入浓度为3*10^17,Vdd＝3V求倒相管和负载管的阈值电压。
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本讲目的：究竟什么是电子的强关联？•专题一：整数和分数量子霍尔效应(阎守胜教材第11.1.3和12.4节)*针对电子气的独立电子近似 电子强关联因为电子强关联是凝聚态物理中最重要的问题†这是一个以物理问题出现的数学问题，目前尚看不出有任何有效的解决方法！•专题选择所遵循的原则*前沿的、重要的、与课程相关的内容，但前提是能够讲明白所选专题的物理究竟是怎么回事，…*能不能讲明白取决于我们现有的背景知识够不够http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应1第5讲、整数和分数量子化霍尔效应1.什么是多体(多电子)问题？2.整数量子霍尔效应(IQHE)ndau能级和局域态4.整数量子霍尔效应的解释5.分数量子霍尔效应(FQHE)6.换个图象看量子霍尔效应7.分数量子霍尔效应的解释http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应21、什么是多体(多电子)问题？http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应3比较：自由电子气体与理想气体•理想气体模型：*研究对象是气体分子，相互作用是指气体分子与气体分子之间的相互作用——碰撞•自由电子气模型：*研究对象是电子，但是电子与电子的相互作用（多电子问题）却被忽略→独立电子近似；*另外还有一隐形的——离子，但是电子-离子的作用也被忽略→自由电子近似*离子是不得不被加入的：否则，电子没有阻尼机制，将在外电场下将被无限加速。
于是设计成与离子（不是所考察的运动对象）碰撞→弛豫时间近似http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应4质疑：独立电子近似→关联(=非独立)•电子作为带电体至少有库仑相互作用*忽略这样的作用，近似能够好到什么程度？•这是固体物理、凝聚态物理最重要的问题*太复杂、太困难*到上世纪末，颁发了8个直接与强关联有关的诺贝尔物理奖，足见这个问题的困难和重要！%液氦(1962，1978，1996)%超导(1913，1972，1987)%量子化霍尔效应(1985，1998)•事实：基本与低温有关←思考：有何猜想？*关联只有在低温时才会更显著地显示出来→常识？http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应5将分四个专题来专门介绍关联问题•单电子近似（专题二）：所有电子（包括被考虑的对象）作为一个整体对单个电子（被考虑的对象）的平均作用•绝缘的本质（专题四）：忽略电子关联会导致什么荒唐的结果?•超导（专题五）：电子关联又会引起什么奇异的结果?•整数和分数量子化霍尔效应（专题一）：电子必须作为整体关联在一起被考虑，才能解释量子霍尔效应 今天的主题http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应6http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应8这个发现的重大意义•这个成果被包装成《用量子Hall电阻高精度地确定精细结构常数的新方法》——标题*精确性，稳定性和可重复性*精细结构常数是个基本物理常数，一个无量纲常数。
以前测量精细结构常数一是与量子电动力学有关的实验；另一是从Joephson效应*诺贝尔奖只授予那些改变了人类文明，促进了世界进步的成果•强关联，注意条件：*强磁场18T，极低温1.5K，低密度的载流子载流子：传导的载体，现在可以理解为就是电子http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应9•观测量子霍尔效应示意图(与经典Hall效应相同)：固定B，改变栅电压以改变载流子数目，观察霍尔电压V H和栅电压V L的变化*霍尔电压呈现平台的地方，纵向电压V L为零纵向电阻为零！•几种样品都有同样的结果（外型尺寸、载流子类型、能带结构，…），这是一个普适现象http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应10http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应11•也可控制栅电压保持电流密度不变，只改变磁场，也可看到霍尔电阻的平台和纵向电阻为零•今天我们不讲它对世界文明有什么重要，只关心物理！即，这现象背后的物理实质是什么？怎么解释这个实验现象？http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应12磁场下的二维电子气态密度•磁场垂直于二维面•如果是二维电子气，那么加磁场垂直于二维电子所在面，能量态密度也是量子化的•能量态密度是δ函数形式，δ函数乘以简并度*注意，朗道能级间隔与B有关！http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应15思考：能不能用金属来观察量子霍尔效应？http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应17http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应184、整数量子霍尔效应的解释•扩展态：传导电子态→Landau 能级态•局域态：被束缚在某区域电子态→束缚在缺陷附近，如芯电子被束缚在原子核周围•霍尔电阻的平台就是由这些局域态产生•如果材料有缺陷，会使Landau 能级的简并度降低，Landau 能级展宽成有限宽度的局域态整数量子霍尔效应的单电子图象解释•固定B，使栅电压变化(E F变化)，相当于E F在向上移动。
E在能隙(局域态)中时，这些电子F对电流没有贡献，电流不变，霍尔电阻不变，形成霍尔电阻平台；•当E F上升至Landau能级时，这是扩展态，对电流有贡献，电流突然增大，所以，对应霍尔电阻突然增加；跃上一个台阶http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应19思考：这个解释还有什么漏洞？还有什么没有解释清楚？http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应20似乎已经自圆其说地解释了IQH！？•填充时，局没有贡献，因此对应电阻平台，只有填充到更高级的朗道能级，才进入下一个平台http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应21尚有两个问题没有解释！台为什么纵向电阻会变成零？ndau能级展宽后，霍尔电阻平台数值是否还正好等于实验值？•较新的固体教材如涉量子霍尔效应就到此为止了。
不能用前面的图象解释，那是单粒子图象http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应22http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应24•对于整数量子霍尔效应的单粒子图象不再适用：实验条件指明是强关联！•新稳定态好象在电子填充Landau能级到一个分数时产生！而且分母都是奇数！Landau能级中间还有新的态，态与态之间有能隙？http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应25电的基本单位是e，如果考虑电磁场规范变化特性，磁的基本单位该是什么？http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应29电子-磁通量子串形成量子超流体•j为整数的电子-磁通量子串，作为一种量子，相互排斥，形成一种不可压缩的量子流体•量子超流体没有散射：量子超流体就好象是一挤满粒子的非常狭窄的通道，所有粒子只能一起行动，要么都往前，要么都往后走。
因此就根本没有碰撞和散射——没有阻尼机制•没有同样配对的电子和磁通形成准粒子或缺陷，受其他超流体排斥，是局域的•这种准粒子或缺陷只有积累到一定程度，才会破坏超流体状态http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应31量子超流体对IQHE的解释•前面遗留的两个问题现在可以解释•基态和激发态之间存在能隙，Landau能级间隔•在极低温下，超流体粒子不能获足够的能量跃迁到激发态，但低能态又全被占满，无处可去，挤在一起，形成所谓的超流，不会受散射，故沿栅电场方向电阻R=0，对应ρH平台xx•磁场增加，破坏配对，开始破坏超流态，达到一定程度后，不再有超流态性质，霍尔电阻平台被破坏•j为整数时，这幅图象比较简单*纵向电阻为零得到了解释*平台的数值与von Klitzing常数的关系也得到了解释http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应32不可压缩量子超流体•这样的圆饼箭头串形成不可压缩量子流体，称为量子超流体•这种量子超流体的状态与填充因子j有关•压缩一个系统，等于改变电子密度，改变j。
当面积和磁场都固定时，这样的改变都要改变能量，有空隙的存在http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应34量子超流体状态在外场下如何变化？•需要解释量子超流体如何变化。
显然，填充因子j是一个表示超流体状态的量。
因为，这时所有超流子都是j。
如j改变，才使超流体发生变化，观察的霍尔电阻才会发生改变•但当磁场增加或减少，磁通量变而电子数不变时，不会立即改变整个量子超流体的状态。
这时，会出现有些圆饼（电子）少一个箭头（磁通），或有些箭头（磁通）没有圆饼（电子）这样的缺陷。
这样的缺陷积累多了，达到一定程度，整个系统就不再是量子超流体，纵向电阻不为零，霍尔电阻发生改变•栅电压变化时，改变电子数，结果也一样http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应35为什么量子超流体中有缺陷？•并不总是正好所有的电子分配到同样的磁通*当正好都是三个磁通量子配一个电子，而有一个电子只分配到两个磁通量子，这就是一个j=1/3态缺陷*当正好都是三个磁通量子配一个电子，可能只有一个磁通量子没有任何电子，这也是一个j=1/3态缺陷•准粒子*由于缺陷的能量稍高，附近的超流体会排斥它使它孤立出来，其余部分仍保留超流体性质*孤立出来的缺陷也可以流动，有自己的动量，能量，称为准粒子，占据准粒子能级*准粒子带电量这样考虑：对少一个磁通量子而言，相当于多了-1/3e的电量，而对多一个磁通量子而言，则少了1/3e的电量，这就是准粒子带有的电量http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应36准粒子或缺陷如何运动？•准粒子不是超流体，准粒子之间会有相互作用，会受到散射*准粒子受散射，就会产生电阻*改变外场，一些正常粒子被激发成准粒子，有能隙•问：为何准粒子少时，觉察不出来电阻变化？•准粒子能级也有扩展态和局域态！*局域态不参与导电，而扩展态可以到处流动*准粒子数量少时，先占据局域态，但多了后，就填到扩展态，参与导电http://10.107.0.68/~jgche/整数和分数量子霍尔效应40•如果外场继续减少，这样的准粒子越聚越多，直到所有的电子和磁通再次达成新的配对，就会就发育成新的不可压缩量子超流体状态——j=2/5态，又开始建立新的霍尔电阻平台，纵向电阻又为零*j=2/5的态称为j= 1/3的子态；j= 1/3的态称为j=2/5的母态•如果外场继续小下去，j=2/5还会生出新的准粒子，电阻增加，电流变化。