کشف همزیستی بین فرومغناطیس و ابررسانایی در موادی مثل uge2 ، zrzn2 ، urhge باعث به وجود آمدن دسته جدیدی از مواد شده است که به ابررساناهای فرومغناطیس (fs) مشهور شده اند. سوال بسیار مهم، مکانیسمجفت کوپر در این مواد است که توجه زیادی را در فیزیک دمای پایین به خود جلب کرده است. در این رساله به مطالعه رسانش تونلی در نانو اتصال بین یک ابررسانای فرومغاطیس و یک فلز در چارچوب نظریه btk می پردازیم که ابررسانای فرومغناطیس را در سه حالت جفتی موج-s(swp)،اسپین پاد موازی(osp) و اسپین موازی (esp) در نظر می گیریم. نتایج نشان می دهند که منحنی های رسانش بر حسب ولتاژ اعمال شده به اتصال سه رفتار کاملاً متمایز شکلu- برای swp ، دو قله داخلی برای osp و قله های رسانش در بایاس صفر برای esp را نشان می دهند. رسانش بایاس صفر که از مشخصه های مهم رسانش در اتصالات ابررسانا- فلز می باشد و در تعیین نوع تقارن ابررساناهای غیر عادی و جدید مورد استفاده قرار گرفته است را نیز در اتصال فلز عادی- ابررسانای فرومغناطیس مورد مطالعه قرار می دهیم و رفتار رسانش بایاس صفر را بر حسب دما و میدان تبادلی ابررسانای فرومغناطیس به دست می آوریم. از آنجاییکه رسانش تونلی یکی از ابزارهای مهم در تعیین نوع تقارن جفتی ابررسانا می باشد لذا نتایج این رساله می تواند در تعیین نوع تقارن ابررساناهای فرومغناطیس که امروزه از مسائل چالشی در حوزه ابررسانایی محسوب می شود، مورد استفاده قرار گیرد. همچنین بازتاب آندریف را در اتصال دوتایی فرومغناطیس/ فلز عادی/ ابررسانا (f/n/s ) بررسی می کنیم که فلز غیر مغناطیس در لایه میانی به ضخامت l قرار دارد و ضخامت آن ازnm 1 تا 1000nm تغییر می کند. نتایج نشان می دهند که بازتاب آندریف بصورت تابعی از ولتاژ اعمال شده نوسان می کند که دوره تناوب نوسانات متناسب با معکوس l می باشد و برای ضخامت کمتر از یک نانومتر نوسانات از بین می روند. در حالت یک بعدی موج-s تناوب نوسانات از میدان تبادلی فلز فرومغناطیس مستقل می باشد، در حالیکه برایحالت دو بعدی موج-s تناوب نوسانات به طور معکوس متناسب با ریشه مربعی میدان تبادلی می باشد که با استفاده از آن می توان قطبش اسپینی لایه فرومغناطیس را تعیین کرد.

درهمتنیدگی مربوط به اندرکنش غیر جایگزیده بین زیر سیستم ها ،یکی از منابع کلیدی انتقال اطلاعات کوانتومی،ارتباطات کوانتومی، و محاسبات کوانتومی است.بررسی درهمتنیدگی در سیستم بس ذره ای نه تنها در فرآیند اطلاعات کوانتومی مهم است ،بلکه چشم انداز جدیدی در فیزیک کوانتومی به وجود آورده است. بسیاری از فیزیک دانان امروزه به بررسی درجه ی درهمتنیدگی می پردازند تا بتوانند حالت های درهمتنیده ی جدیدی تولید کنند. در اینجا ما با اعمال ناخالصی های غیرمغناطیسی و مغناطیسی بر روی یک ابر رسانا،درهمتنیدگی اسپین الکترونهای یک جفت کوپر را مورد بررسی قرار می دهیم.ابتدا تغییرات ناشی از حضور ناخالصی بر روی توابع گرین سیستم را مورد بررسی قرار می دهیم و پس از رسم نمودار های توابع گرین،حالت های قبل و بعد از اعمال اختلال را با هم مقایسه می کنیم.سپس با استفاده از ماتریس چگالی، تابع توافق و طول درهمتنیدگی ابر رسانا را بدست می آوریم و با رسم نمودار های مربوطه، به مقایس?سیستم ها قبل وبعد از اعمال ناخالصی می پردازیم .

بررسی درهمتنیدگی در سیستم بس ذره ای فرآیند مهمی است که اطلاعا ت کوانتومی زیادی را در اختیار ما قرارمی دهد وهمچنین چشم انداز جدیدی در فیزیک کوانتومی به روی ما می گشاید. بسیاری از فیزیک دانان امروزه به بر رسی درجه ی درهمتنیدگی می پر دازند تا بتوانند حالت های درهمتنیده ی جدیدی تولید کنند. درهمتنیدگی مربوط به اندرکنش غیر جایگزیده بین زیر سیستم ها ،یکی از منابع کلیدی انتقال اطلاعات کوانتومی،ارتباطات کوانتومی و محاسبات کوانتومی محسوب میشود.در سال های اخیر درهمتنیدگی هم از جنبه ی تئوری و هم از جنبه ی عملی به یک کمیت قابل توجه تبدیل شده است. در اینجا ما با اعمال پتانسیل های الکتریکی و مغناطیسی بر روی یک ابر رسانا،درهمتنیدگی الکترون اسپین آن را مورد بر رسی قرار می دهیم.ابتدا تغییرات وارد شده به توابع گرین سیستم را با استفاده از معادلات گرکف رامورد بر رسی قرار می دهیم و پس از رسم نمودار های توابع گرین،حالت های قبل و بعد از اعمال اختلال را با هم مقایسه می کنیم.سپس با استفاده از ماتریس چگالی و استفاده از حالات ورنر تابع توافق و طول درهمتنیدگی ابر رسانا را بدست می آوریم و با رسم نمودار های مربوطه به مقایسه ی سیستم قبل وبعد از اعمال میدان می پردازیم .برای پتانسیل الکتریکی ما چهار حالت مختلف را مورد بر رسی قرار میدهیم که هر کدام به طور کامل تفسیر می شوند

سیم های کوانتومی یکی از نانوساختارها می با شند که دارای اهمیت بسزایی هستند. توسعه تکنیک هایی برای اتصال نانوسیستم ها و محاسبه افت و خیزهای جریان در ابزارهای الکترونیک در مقیاس نانو از اهمیت خاصی برخوردار است. می توان نشان داد که با اعمال میدان مناسب، می توان جریان عبوری از نانوسیم متصل به چندین پایا نه را کنترل نمود و حتی می توان نشان داد که سطح نوفه می تواند توسط میدان تحریکی مناسب فرونشانده شود. در این پایان نامه، جریان و نوفه برای ترابرد از طریق یک نانوسیم دو اوربیتالی (هر جایگاه دارای یک اتم) متصل به پایانه های الکترون که تحت تأثیر میدان مغناطیسی ثابت و یکنواخت (و تابع زمان) و نیز پتانسیل ثابت و یکنواخت قرار گرفته، بررسی خواهد شد. با استفاده از روش تابع گرین و به کارگیری نظریه پراکندگی فلوکه ، اثر این میدان مغناطیسی و پتانسیل ثابت و یکنواخت (و تابع زمان) و پتانسیل ثابت بر روی جریان و نوفه به ویژه نوفه شلیکی در نانوسیم ها بررسی خواهد شد. دیدگاه فلوکه برای به دست آوردن عبارت های دقیق برای جریان و نوفه مربوطه از یک نانوسیم به کار گرفته شده است. نانوسیم توسط مدل تنگ بست که اوربیتال های اول و آخر به پایانه مربوطه جفت می شوند، توصیف می شود. فرض می کنیم میدان مغناطیسی و پتانسیل اعمال شده به صورت یک اختلال کوچک باشد و جفت شدگی بین نانوسیم و پایانه ها ضعیف باشد، بنابراین در این حالت اندرکنش الکترون الکترون قابل صرف نظر کردن است و می توان با استفاده ا ز نظریه فلوکه ، مسئله ترابرد در نانوسیم ها را بررسی نمود. این فرمول بندی برای سیستم های دارای برهم کنش الکترون الکترون صحیح نیست. ما با استفاده از عملگرهای خلق و فنای سیم کوانتومی، جریان عبوری از سیم در حضور میدان مغناطیسی ثابت و یکنواخت را محاسبه کرده و معادله جریان ناشی از اختلال، بر حسب عملگرهای غیراختلالی را به دست خواهیم آورد. ما در این پایان نامه اثر پتانسیل ثابت اعمال شده بر نانوسیم را با استفاده از دو روش؛ تابع گرین و با استفاده از عملگرهای خلق و فنای سیم به دست خواهیم آورد. سپس در ادامه میدان مغناطیسی ثابت و یکنواخت (و تابع زمان) به صورت اختلال به نانوسیم دو اوربیتالی، اعمال کرده و با استفاده از نظریه پراکندگی فلوکه، جریان و نوفه شلیکی در حضور این میدان ثابت، محاسبه و نمودارهای مربوط به جریان و نوفه شلیکی در حضور این میدان رسم و تفسیر خواهد شد.

موفقیت بزرگ در فیزیک دماهای پایین بوسیله شبه ذرات توسط لانداو مطرح شده است. خصوصیات بس ذره ای در دماهای پایین بوسیله طیف انرژی پایین و زمان بر انگیختگی زیاد اندازه گیری می شود. قسمت مهم دیگری از بس ذره ای تقریب نظریه میدان است که به گذار فاز منتهی می شود. با نزدیک شدن ابعاد ماده به مقیاس های اندازه های مولکولی و اتمی و با کاهش ابعاد سیستم، به خصوص سیستم هایی با اندرکنش های قوی، رفتار سیستم تحت تاثیر تعداد ذرات سیستم خواهد بود. در ساختار نانو سیم های ابررسانا افت و خیزها نقش به سزایی در ابعاد پایین ایفا می کنند. لیتل اولین بار دریافت که سیم های شبه یک بعدی ساخته شده از ماده ابررسانا، به علت ساز و کار لغزش های فاز فعال شده گرمایی می توانند مقاومت متناهی در زیر دمای گذار بدست آورند. بر طبق نظریه گینزبرگ لانداو سیم ابررسانا را می توان بوسیله یک پارامتر نظم مختلط شرح داد.افت و خیزهای گرمایی باعث می شوند که مدول و فاز پارامتر نظم از مقدار ترازمندشان مقداری جابجا شوند. در غیاب هر جریان بایاس تعداد میانگین خالص لغزش های فاز مثبت و منفی مساوی و در نتیجه افت و خیز ولتاژ خالص صفر میماند. در یک سیم یک بعدی ابررسانا تصحیح کوچکی در چگالی حالت سیم انجام می شود .در اینصورت مکانیزم ضعیف شدن ابررسانا در یک بعد (که همان نانو سیم ابررساناست) توسط پدیده لغزش فاز است. با متغییر بودن فاز ابررسانا ابر جریان نمی تواند برای مدت زیادی ایستادگی کند و به تدریج کاهش مییابد. در افت و خیزهای لغزش فاز، مرتبه فاز چپ و راست انتهایی سیم بصورت مضربی از ?2 تغییر می کند و از زمانی که این پدیده شناخته شده یکی از مهمترین عناصر در انداره گیری خصوصیات سیم های ابررسانا می باشد. در یک چنین سیستم هایی به راحتی می توان جهش فاز هایی را ملاحظه کرد که نه تنها به علت افت و خیزهای دمایی بلکه کوانتمی پارامتر نظم ابررسانایی خلق می شوند. انرژی آزاد استاندارد گینزبرگ لانداو را برای یک سیم به منظور سنجیدن خصوصیات نانو سیم های ابررسانا مورد بررسی قرار می دهیم.قصد داریم با قرار دادن نانوسیم ابررسانا با یک انرژی پتانسیل میانگین در بین دو قطب، توابع موج را بدست آورده و از طریق آن انرژی آزاد و جریان بایاس را بدست آوریم پس از آن نرخ گذار افت و خیز ها، اتلاف جریان و مقاومت را با در نظر گرفتن جریان سیم،مورد بررسی قراربدهیم. در ادامه این محاسبات را برای میدان های غیر یکنواخت از طرق مختلف ( حل دقیق و حل تقریبی ) انجام داده و نتایج بدست آمده را مورد بررسی قرار می-دهیم. سپس با محاسبه احتمال گذارو نرخ افت و خیز،تغییرات ایجاد شده بر سیستم مورد بحث قرار می-گیرد. همچنین مقاومت وجریان اتلافی نانوسیم ابررسانا را در غالب تابع انرژی آزاد گینزبرگ لانداو وابسته به زمان توسط نویز ترم لانگوین از طریق روش ریسمان مورد تحقیق قرار می دهیم. بعلاوه از طریق روش ریسمان اتلاف جریان و همچنین مقاومت سیم را برای دماهای نزدیک دمای بحرانی بررسی کنیم.

بررسی نحوه‏ی فعالیت حامل‏های بار در سیستم‏های مزوسکپیک به دلیل وجود اندرکنش‏های مختلف با سایر ذرات و شبه ذرات(فونون‏های شبکه) که می‏تواند از عوامل مهم بروز اتلاف باشد، بسیار حائز اهمیت است. در این پایان‏نامه، در قالب تابع توزیع ویگنر (که تابعی است در فضای فاز)، دینامیک پدیده‏ی ترابرد را در نانو ابررسانای ناهمگن تحت یک اختلال غیرتعادلی به سبب فرایندهای غیرالاستیک مانند برهمکنش‏های الکترون-فونون، مورد بررسی قرار می‏دهیم. تابع توزیع ویگنر برای نانو ابررسانا را از رهیافت هارتری-فوک تعمیم یافته برای مدل جفت‏شدگی bcs بدست می آوریم. وابستگی زمانی و تحول کوانتومی نانو ابررسانا را در پدیده‏ی ترابرد و در حضور اثرات اختلال کوانتومی بدست می‏آوریم. نشان می‏دهیم که روش تابع توزیع ویگنر در سیستم‏های مزوسکپیک و اتصال نانو با اندرکنش غیر خطی می‏تواند شیوه‏ی مناسبی برای بررسی رفتارهای کوانتومی ترابرد با در نظر گرفتن اتلاف در دمای غیر صفر باشد. در نهایت تحول چگالی بار و پارامتر نظم را در سیستم بس‏ذره‏ای مورد نظر، به صورت عددی بدست می‏آوریم.

در این پایان نامه با استفاده از نظریه تابعی چگالی معادلات کوهن-شم خود سازگار را برای یک نانو سیم ابررسانا بدست می آوریم. هدف ما بدست آوردن انرژی حالت پایه و همچنین بدست آوردن چگالی الکترونها در حالت پایه برای یک نانوسیم ابر رسانا است. در این راستا هامیلتونی کوهن-شم را برای نانو سیم ابررسانا تعریف می کنیم که برهم کنش های نانو و اثرات ابررسانایی را در بر می گیرد. . انرژی جنبشی هامیلتونی شامل انرژی جنبشی توماس-فرمی، انرژی جنبشی دیراک و انرژی جنبشی ویزساکر(wizsacker) است. پتانسیل خارجی که در هامیلتونی وجود دارد شامل پتانسیل نوسانگر هماهنگ و پتانسیل ناشی از میدان مغنا طیسی خارجی است برای قطری کردن هامیلتونی ازتبدیلات( bogoliubov-valatin )استفاده میکنیم، معادلات کوهن-شم را بر اساس هامیلتونی قطری شده تعریف می کنیم. اما نکته مهم پتانسیل شیمیایی موثر، پتانسیل موثر عادی وپتانسیل موثر غیر عادی است که درهامیلتونی قطری شده وجود داردوماآنها را تقریب می زنیم. سیستم ما یک سیستم بس ذره ای است بنابراین از تقریب ها یی استفاده می کنیم که برای سیستم های بس ذره ای معتبر باشد، تقریب ها شامل تقریب چگالی موضعی (local density approximation) و همچنین تقریب فازتصادفی (random phase approximation) هستند. با استفاده از این تقریب ها می توانیم پتانسیل های همبسته-تبادلی را تقریب بزنیم و در نتیجه پتانسیل های موثرسیستم نانو ابرسانا را می توانیم با حل معادلات خود سازگار بدست آوریم . با مشخص شدن پتانسیل موثر عادی وپتانسیل موثر غیر عادی می توانیم معادلات کوهن-شم را حل کنیم. چگالی ذرات سیستم بر اساس کمیت هایی که در معادله کوهن-شم وجود دارد تعریف می شود، با حل معادلات کوهن-شم کمیت های مورد نظر را پیدا می کنیم ودر نتیجه چگالی ذرات حالت پایه را بدست می آید.

حضور درهم‏تنیدگی کوانتومی در سیستم های مزوسکوپی و تحول آن در شرایطی که سیستم تحت تاثیر اثرات ناهمدوسی ناشی از محیط قرار دارد را مطالعه می کنیم. سیستم ها در دنیای حقیقی ایزوله نبوده و برهمکنش سیستم با محیط اطراف خود باعث اعمال اثرات ناهمدوسی و کاهش درهم تنیدگی سیستم کوانتومی می شود. تعیین درهم تنیدگی سیستم های باز، در نانو مواد و سیستم های مزوسکوپی که می توان آن ها را بعنوان سیستم بس ذره ای تلقی کرد، بر اساس پیکربندی ماتریس چگالی تقلیل یافته و معیار تابع توافق خواهد بود. سیستم بس ذره ای می تواند به عنوان مثال شامل زنجیره ای خوشه ای از اتم ها و مولکول های دو اتمی که دارای پتانسیل برهمکنشی بین ذره ای است، باشد و برهمکنش فونون ها با خوشه های اتمی به عنوان اتلافگر سیستم تلقی خواهد شد. ماتریس چگالی سیستم با استفاده از توابع گرین بس ذره ای محاسبه می شود. برای نشان دادن تاثیرات محیط بروی سیستم، معادله لیندبلد را که معادله حرکت برای ماتریس چگالی تقلیل یافته سیستم باز بوده و شامل یک جمله اضافی حاوی اطلاعات تحول سیستم (در نتیجه تاثیر محیط به عنوان یک منبع اتلاف کوانتومی) است برای محاسبه ماتریس چگالی اتلافی سیستم به کار می بریم. رویکرد توابع گرین را که برای توصیف سیستم های نانو بسیار مناسب می باشد با معادله لیندبلد می آمیزیم و معادله قدرتمندی برای توصیف سیستم بس ذره ای اتلافی به کار خواهیم برد. نشان خواهیم داد که می توان از حالت های اسپینی و فضایی الکترون و اتم ها در این ساختار، هر کدام، به عنوان یک کیوبیت بهره برد. همچنین نشان خواهیم داد علاوه بر تاثیرات آشفتگی و افت و خیز های که محیط بر سیستم اعمال کرده، برهمکنش سیستم با محیط باعث کاهش طول درهم‏تنیدگی سیستم که از مرتبه طول موج فرمی بود، و سپس از بین رفتن در همتنیدگی می شود. در ادامه با آوردن نمودار ها نشان خواهیم داد که چگونه چگالی موضعی حالت های سیستم در اثر اتلاف ناشی از محیط تقلیل می یابند.

چکیده اخیراً مطالعه جفت شدگی در نانودانه های فلزی ریز و فوق ریز مورد توجه زیادی واقع شده است بعنوان مثال آزمایشات رالف، بلک و تینگهام ( ralph, black and tinkham ) که طیف انرژی دانه های آلومینیوم فوق ریز را مورد مطالعه قرار داده اند و همچنین همبستگی جفت های ابررسانا را با کاهش اندازه دانه ها مورد بررسی قرار داده اند. در این سیستم ها ترازهای انرژی الکترونی در مواردی که اندازه سیستم مورد بررسی، خیلی کوچک و فوق ریز باشد برخلاف ابررساناهای کپه ای گسسته خواهد بود. به طور متداول نظریه bcs کاهش یافته را برای بررسی خواص این سیستم ها بکار می برند. انرژی سیستم از روش حل ریچاردسون ( richardson ) بدست می آید. باید توجه داشت که آنسامبل آماری ای که باید برای این سیستم ها بکار رود آنسامبل گراندکانونیک می باشد. همچنین باید توجه داشت که اندازه نانودانه از یک حدی ( که وابسته به گاف انرژی و ترازهای انرژی الکترونی می باشد) کوچکتر باشد خاصیت ابررسانایی وجود نخواهد داشت ولی جفت شدگی الکترون های زوج کوپر همچنان باقی است. حتی پاریته ذرات یعنی تعداد الکترون های سیستم در خواص ابررسانای نقش دارد. در این پایان نامه ابتدا خواص عمومی سیستم های نانودانه های ابررسانا با استفاده از مدل bcs تعمیم یافته مورد بررسی قرار می گیرد.سپس نظریه نیمه کلاسیک افت وخیزهای جفت شدگی باردین-کوپر-شریفر وتابع گرین بعنوان یکی از اثرات محدودسازی اندازه ابررسانا به مقیاس نانو،مورد بررسی قرار می گیرد. این افت وخیزها تابعی از شکل و اندازه سیستم نانوابررسانا می باشد.هنگامیکه ابعاد سیستم به ابعاد نانو می رسد افت وخیزها در تابع گاف رابعنوان تصحیحی بر تابع گاف سیستم می توان اعمال کرد و سپس با در نظر گرفتن افت وخیز تابع گاف، توابع گرین نانوابررسانا بدست می آید. بنابراین خواص ابررسانایی یک نانوابررسانا با یک ابررسانای کپه ای متفاوت می شود. دو نوع افت وخیز می توان در تابع گاف ذکر کرد یکی افت وخیز با قاعده و دیگری افت وخیز آشوبناک و افت وخیز آشوبناک در سیستم های نانو دارای اهمیت بیشتری از افت وخیز باقاعده است. سپس هامیلتونی سیستم را در کوانتش دوم شامل اثرات اپتیکی و امواج الکترومغناطیسی را نوشته و پس از آن اثر افت وخیزها در توابع گرین را بصورت اختلال در نظر گرفته وتوابع گرین عادی وغیر عادی تا مرتبه اول را بدست می آوریم سپس رسانایی نوری را به این توابع گرین ارتباط می دهیم و با استفاده از فرمول کوبو تعمیم یافته نهایتاً خواص اپتیکی ورسانایی نوری سیستم را بدست می آوریم و تابعیت آن را نسبت به فرکانس های جذب و همچنین تابعیت رسانایی نوری را نسبت به دما تعیین کرده و رسانایی نوری نانو دانه ابررسانا را با ابررسانای کپه ای در غیاب افت و خیزهای تابع گاف ناشی از مقیاس نانو مقایسه می کنیم.

پژوهش حاضر با هدف اثربخشی آموزش مهارت های مدیریت خشم بر میزان پرخاشگری زنان گروه نارانان انجام گرفت.جامعه آماری این پژوهش ،شامل کلیه زنانی بود که در پاییز سال 91 عضو گروه نارانان شهرستان امیدیه بوده و در کلاسهای این گروه شرکت می کردند.نمونه گیری به صورت تصادفی ساده و روش این پژوهش از نوع نیمه آزمایشی بود.34 نفر از این زنان که نمره کلی بیان خشم آنان بالاتر از بقیه بود،در دو گروه 17 نفری آزمایش و کنترل جایگذاری شدند.با توجه به ریزش 3 نفری گروه آزمایش و در نتیجه حذف 3 نفر از گروه کنترل برای همسان سازی،در نهایت داده ها برای 14 نفر تحلیل شدابزار استفاده شده در این پژوهش ،پرسشنامه حالت-صفت خشم اسپیلبرگر(1999) و پرسشنامه پرخاشگری آیزنک(1975)بود.نتایج تحقیق نشان داد آموزش مهارت های مدیریت خشم پرخاشگری در زنان گروه نارانان را کاهش داده و تغییرات در سطح 01/0 معنا دار است و این تغییرات ناشی از متغیر مستقل بوده است.برای بررسی اینکه برنامه آموزش ،تاثیرات پایداری داشته است بعد از 2 ماه آزمون پی گیری انجام شد که نتایج حاکی از تداوم تغییرات و کاهش پرخاشگری آزمودنی ها بود.

با نزدیک شدن ابعاد ماده به مقیاس های فیزیک مزوسکوپیک ، فیزیک کلاسیک در توصیف رفتار سیستم با شکست مواجه می شود. برای شناخت و درک بهتر از سیستم های مزوسکوپیکی باید به قلمرو مکانیک کوانتومی پا نهاد و از آن بهره جست.سیستم ها ی مورد مطالعه در فیزیک مزوسکوپیک در محدوده صد تا هزار نانومتر هستند.از آنجایی که صد نانومتر کران بالای تقریبی یک نانوذره است، فیزیک مزوسکوپیکی ارتباط نزدیکی با نانوساختارها و نانوفناوری دارد. هنگامی که اندازه مواد به مقیاس نانو نزدیک می شود، خواص فیزیکی مواد تغییر می کند. سیستم های در مقیاس نانو، که شامل مدارات الکترونیکی است(به عنوان مثال rlc) ، می تواند به عنوان یک نوسانگر هارمونیک کوانتومی در نظر گرفته شود و کوانتیزه باشد. در اینجا می خواهیم تغییرات آنتروپی و انرژی داخلی مدارهای الکترونیکی در مقیاس های مختلف نانو مانند lc و rlc در حضور پتانسیل برداری مغناطیسی (در دو جهت متفاوت) با در نظر گرفتن افت و خیزهای کوانتومی و با استفاده از قضیه تعمیم یافته فاینمن-هلمان، مورد بررسی قرار دهیم. با رسم نمودارهای انرژی داخلی این سیستم ، میزان تاثیرپذیری سیستم نسبت به دما و پتانسیل برداری مغناطیسی خارجی(میدان از طریق فرکانس وارد می شود) را مورد ارزیابی قرار می دهیم.سپس افت و خیز هامیلتونی و انرژی متوسط مصرف شده توسط مقاومت را بررسی می کنیم.هم چنین آنتروپی و میزان تغییرات آن را با رسم نمودارهای آن بر حسب مقاومت و پتانسیل برداری مغناطیسی خارجی مورد مطالعه قرار می دهیم. با ارزیابی نمودارها درمی یابیم که نه تنها شدت پتانسیل مغناطیسی خارجی بلکه جهت آن نیز بر روی آنتروپی ، انرژی داخلی و فرکانس سیستم تاثیر دارد.در واقع بسته به جهت پتانسیل برداری مغناطیسی ، فرکانس سیستم تغییر می کند که به دنبال آن آنتروپی و انرژی داخلی نیز تغییر خواهند کرد.هم چنین مشاهده کردیم که دما تاثیر مستقیمی روی آنتروپی و انرژی داخلی دارد.

در سال های اخیر مفاهیم تئوری اطلاعات کوانتومی به صورت گسترده ای برای مطالعه ی گذارهای فاز کوانتومی در سیستم های بس ذره ای کوانتومی به کار برده شده است. همبستگی های کوانتومی معمولا به وسیله ی وجود درهمتنیدگی در تمام بخش های یک سیستم نتیجه می شود . در واقع درهمتنیدگی یک رفتارنسبتا جالب درگذارهای فاز کوانتومی نشان می دهد،که به صورت غیر تحلیلی در تراز پایه ی انرژی در یک نقطه ی بحرانی کوانتومی قابل اشاره کردن است .اگر چه اندازه گیری درهمتنیدگی جفت ها معمولا رفتاری در مقیاس یک نقطه ی بحرانی کوانتومی نشان می دهند،اما آنها به طور معمول به صورت نمایی کوتاه برد هستند ؛ درهمتنیدگی جفتی بلند-برد می تواند در چنین سیستم بس ذره ای به وسیله ی تنظیمات پارامتر های میکروسکوپیکی طراحی شود. در حالی که همبستگی های ناشی از درهمتنیدگی عموما کوتاه برد هستند ، در ناسازگاری کوانتومی این همبستگی بلند برد است.ناسازگاری کوانتومی جفت ها یک تابع همبستگی کوانتومی مناسب برای سیستم های بس ذره ای و ماده چگال است. همانطور که همبستگی کوانتومی به وسیله ی ناسازگاری کوانتومی تولید می شود،می توان گذارهای فازکوانتومی در سیستم های اسپینی را به وسیله ی نشان دادن تباهی بلند-برد برحسب فاصله توصیف کرد، که از رفتار جفت های درهمتنیده که به طور معمول حتی در سیستم های بحرانی کوتاه برد هستند متفاوت است . یک گذار فاز کوانتومی عمدتا به وسیله ی یک تغییر ناگهانی کیفی در ترازپایه ی یک سیستم کوانتومی که این تغییرات به صورت تغییر یک پارامتر خارجی یا تغییر جفت شدگی داخلی متفاوت است،توصیف می شود .به وسیله ی کمی سازی همبستگی کوانتومی برخی ویژگی های ناسازگاری کوانتومی را بررسی کرده ایم. در این پایان نامه ما ناسازگاری کوانتومی بلندبرد در سیستم های اسپینی بحرانی را برای یک زنجیره ی اسپینی محاسبه کرده ایم و اثر تزریق ناخالصی در ماده ی اولیه و تغییر ناسازگاری کوانتومی آن را بدست آورده ایم . برای این کار در ابتدا هامیلتونی سیستم اولیه را قطری کرده ایم ، سپس روش قطری کردنمان را به هامیلتونی جدید تعمیم داده ایم.در روش قطری کردنمان از روش نگاشت جردن-ویگنر و تبدیل بوگولیوبوف استفاده کرده ایم. پس از قطری کردن هامیلتونی،با استفاده از آنتروپی فون- نیومن اطلاعات متقابل کوانتومی را بدست آورده ایم.از آنجایی که گذارهای فاز کوانتومی در حالت پایه ی سیستم رخ می دهد ، در محاسباتمان دما را به سمت صفر میل داده ایم. به علاوه این نتایج را می تواند در سایرمطالب از جمله ارتباطات کوانتومی در شبکه های اسپینی به خوبی اثرات کوانتومی در سیستم های زیست شناسی کاربرد داشته باشد.

اسکوئید یا وسیله تداخل کوانتمی ابررسانا یکی از حساس¬ترین ابزار نسبت به میدان¬های مغناطیسی است. اسکوئید متشکل از یک یا دو پیوندگاه جوزفسون است. امروزه بدلیل نیاز فناوری اطلاعات و پزشکی اسکوئیدهایی در ابعاد نانو ساخته می شوند. بطور کلی می¬توان نانواسکوئیدها را به دو نوع تقسیم بندی کرد. در نوع اول عرض پیوندگاه جوزفسون به ابعادی در حدود 1 نانومتر کاهش یافته و در نوع دوم قطر حلقه به کمتر از 100 نانومتر کاهش یافته است. اختلاف فاز میان دو پیوندگاه¬ جوزفسون بعنوان درجه آزادی ماکروسکوپیک گرفته می¬شود و می-تواند خواص کوانتمی مانند تونل¬زنی کوانتمی را نشان دهد. تونل¬زنی در تک پیوندگاه جوزفسون مشابه با فرایند کوانتم مکانیکی یک بعدی با تئوری ونزل، کرامر و بریلوئن (wkb) توصیف می شود. یک نانواسکوئید شامل دو پیوندگاه جوزفسون، نمایشگر یک سیستم دو بعدی است که تونل-زنی کوانتمی ماکروسکوپیک در آن امکان¬پذیر است. در پایان نامه حاضر نانواسکوئید dcدر میدان مغناطیسی صفر و بدون اتلاف در نظر گرفته¬ایم. از آن¬جا که سیستم مورد نظر در ابعاد نانو است، نمی¬توان از اثر افت و خیز در گاف انرژی صرفه نظر کرد. بنابراین می¬توان در رابطه انرژی، جریان بحرانی را به¬صورت جمع دو جریان نوشت که جمله دوم مربوط به سیستم در حالت نانو است و نسبت به جمله اول کوچک است. در این پایان نامه با حل معادله هامیلتونین-ژاکوبی نانواسکوئیدهای dcمتقارن بر اساس مسیر کلاسیکی در زمان موهومی تحت سد پتانسیل دو بعدی، احتمال تونل¬زنی ذره در دو حالت (برخورد عمود ذره با دیواره و برخورد ذره با مولفه مماسی) بدست می¬آید. هم¬چنین وابستگی دمایی احتمال تونل¬زنی را بررسی می¬گردد. درنهایت می¬توان برای نانواسکوئیدهای متقارن، نمودار وابستگی احتمال تونل¬زنی به دما را رسم کرد. سپس نانواسکوئیدهای dcنامتقارن را به¬صورت مختصر مطالعه می-شوند.

با نزدیک شدن ابعاد ماده به مقیاس های نانو، فیزیک کلاسیک در توصیف رفتار سیستم با شکست مواجه می شود (همانطور که می دانیم، هنگامی که اندازه مواد به مقیاس نانو نزدیک می شود، خواص فیزیکی مواد تغییر می کند). به عبارت دیگر، هنگامی که اندازه ها قابل مقایسه با طول همدوسی حامل های بار می شود، اثر کوانتومی الکترون آشکار می گردد. بنابراین برای شناخت و درک بهتر از سیستم هایی در مقیاس نانو باید به قلمرو مکانیک کوانتومی پانهاد و از آن بهره جست. بنابراین داشتن یک تئوری کوانتومی مناسب برای دستگاه فیزیکی در مدارهای مجتمع نانو الکترونیک ها ضروری است. این مسئله کوانتومی اولین بار توسط لوئیسل مورد بحث قرار گرفت و در اوایل سال 1970، با مقایسه معادله حرکت الکترون با یک نوسانگر هارمونیک، یک مدار lc توسط لوئیسل کوانتیزه شد (روش کوانتش برای مدارهای lc با نوسانگر هماهنگ یکسان است). هدف اصلی این تحقیق، بررسی اثر اتلاف در مدارهای الکترونیکی در مقیاس نانو می باشد. منظور از اتلاف در اینجا، وارد شدن مقاومت r در مدار الکتریکی lc در مقیاس نانو می باشد. در این پایان نامه، نظریه کوانتومی برای مدار الکتریکی مزوسکوپی در مقیاس نانو با گسستگی بار به طور خلاصه توصیف شده است. در مکانیک کوانتومی، روش هایی برای بررسی کوانتش سیستم های اتلافی وجود دارد. یکی از این روش ها که در آن با ارائه هامیلتونی برای سیستم اتلافی، کوانتش کانونیک به طور پدیده شناختی از این سیستم به عمل می آید، نظریه کالدیرلا–کانای است. برطبق همین نظریه، معادله شرودینگر مدار الکتریکی در مقیاس نانو با پتانسیل خارجی که تابع زمان است، مطرح می شود. مقدار میانگین جریان الکتریکی برای حالت های پایه محاسبه شده و رابطه عدم قطعیت برای بار الکتریکی و جریان یک بار بدون حضور اتلاف (برای مدار lc) و بار دیگر در حضور اتلاف (برای مدار rlc) بدست می آید. با درنظر گرفتن توابع ماتیو و ویژه مقادیر آن (معادله ماتیو همان معادله شرودینگر برای طرح lc در نمایش p است)، توابع موج و طیف انرژی مربوط به سیستم را بدست آورده و در نهایت با معرفی یک میدان پیمانه ای و یک تبدیل پیمانه ای، یک فرمول برای جریان پایدار ناشی از شار مغناطیسی بدست می آید. هدف دیگر این پایان نامه، بررسی افت و خیزهای کوانتومی دمایی در مدارهای الکتریکی rlc در مقیاس نانو می باشد. بنابراین، ما اثرات افت و خیزهای کوانتومی در مدارهای الکتریکی rlcدر مقیاس نانو در حالت خلأ دمایی را نیز مورد مطالعه و بررسی قرار می دهیم و نهایتاً با استفاده از تئوری دینامیک میدان دمایی(tfd) و همچنین تابع توزیع ویگنر و تبدیلات ویل، افت و خیزهای کوانتومی بار و جریان را بدست می آوریم.

خواص سیستم های ابررسانای منزوی در مقیاس نانو ، از جمله خواص ترمودینامیکی آن ها ، به شدت به پاریته تعداد الکترون ها وابسته است . در حالت عادی الکترون ها در یک حلقه ابررسانا به صورت زوجهای کوپر در حرکتند . اگر تعداد الکترون ها فرد باشد ، یک الکترون جفت نشده باقی می ماند که انرژی آن برابر با گاف انرژی ابررسانا است . در صورتیکه در مقیاس نانو این الکترون فرد به زوج های کوپر اضافه شود و حلقه شامل یک تماس نقطه ای کوانتومی (qpc) باشد ، در حالت حدی دمای صفر الکترون فرد یک جریان مخالف مدور درون حلقه ایجاد می کند که ابرجریان تولید شده توسط همه الکترون های دیگر را جبران می کند ، بنابراین به ازای شار مغناطیسی خارجی اعمال شده ، اجازه عبور جریان های دائمی داده نمی شود . در دماهای پایین هم چنان این اثر قابل مشاهده است . باید توجه کرد که حلقه باید حتما شامل qpc باشد ، در غیر این صورت مانند حلقه های ابررسانای همگن اثر پاریته بخوبی قابل مشاهده نیست . پدیده بیان شده در موارد دیگر از جمله حلقه های sns هم قابل مشاهده است ، اما بدلیل وجود سطوح انرژی بیشتر نسبت به حالت qpc جریان های دائمی به طور کامل متوقف نمی شود . در این حالت گسستگی و پرش جریان نسبت به فاز بوجود می آید و در حالتی که تعداد الکترون ها فرد است ، رابطه جریان – فاز با مقدار انتقال می یابد و اصطلاحا اثر پاریته یک حالت " پیوند " را ایجاد می کند . این پرش جریان منجر به حضور ابر جریان خودبخودی در حلقه های sns با تعداد فرد الکترونها می شود. چنین ابرجریانهای خودبخودی ای حتی در غیاب یک شار مغناطیسی اعمال شده خارجی، وجود دارند. حال ما می خواهیم با در نظر گرفتن افت و خیزهای کوانتومی گاف انرژی که در سیستم نانو دارای اهمیت است ، جریان در مدارهای نانوحلقه ابررسانای ناهمگن (شامل qpc) را مورد بررسی قرار دهیم . برای بدست آوردن تاثیر پاریته روی جریان ها و سپس بررسی آن ها از تعریف توابع پارش گراند کانونیک و بیان رابطه آن با تابع پارش کانونیک استفاده می کنیم و سپس آن ها را بطور مجزا برای سیستم شامل تعداد الکترون های زوج و فرد تعریف می کنیم و آن ها را بر اساس پتانسیل های ترمودینامیکی و شیمیایی بیان می کنیم ، در حالیکه پتانسیل های ترمودینامیکی سیستم با تعداد الکترون های زوج و فرد بر اساس پتانسیل های ترمودینامیکی فرمیونی و بوزونی قابل تعریف اند . با استفاده از این معادلات ، رابطه جریان دائمی درون حلقه با تعداد الکترون های زوج و فرد بر حسب پتانسیل های ترمودینامیکی و جریانهای فرمیونی و بوزونی(پتانسیل های ترمودینامیکی فرمیونی و بوزونی نسبت به شار مغناطیسی محیط در حلقه)بدست می آیند . برای بررسی افت و خیز های گاف انرژی از روش اختلالی استفاده می کنیم و فرض می کنیم افت و خیزهای گاف انرژی نسبت به گاف انرژی (?)کوچک باشد . سپس این تغییر را در روابط جریان نانوحلقه شامل qpc اعمال می کنیم و برای بررسی اثر پاریته ، نسبت جریان آنسامبل کانونیک به آنسامبل گراند کانونیک را محاسبه می کنیم . نمودارهای نسبت جریان را بر حسب کمیت های مختلف از جمله اختلاف فاز در qpc و افت و خیزهای گاف در دماهای مختلف برای حلقه با تعداد الکترون های زوج و فرد رسم می کنیم و مشاهده می کنیم برای حلقه با تعداد الکترون های فرد با افزایش ? نسبت جریان ها به صفر نزدیک تر می شود و جریان های دائمی نسبت به هنگامی که افت و خیز گاف وجود نداشت کاهش بیشتری می یابد و پاریته با در نظر گرفتن افت و خیز گاف اثرگذارتر است .

تحقیقات در مورد نقاط کوانتومی از اوایل دهه 60 میلادی که آغاز راه آن بود روندی افزایشی داشته است. به عنوان مثال محققانی در دانشگاه وندربیلت در سال 2005 ویژگی های نقاط کوانتومی cdse را بررسی کردند و به این نتیجه رسیدند که آن ها از خود نور سفید ساطع می کنند و بوسیله ی امواج ماوراء بنفش برانگیخته می شوند.نقاط کوانتومی نانوکریستال هایی هستند که اثرات اندازه ی کوانتومی را از خود بروز می دهند، در این محدوده ی ابعادی، هر چه اندازه ی کریستال کوچکتر شود، فاصله میان سطوح انرژی نیمه رسانا و اندازه ی موثر باند ممنوعه افزایش می یابد. (لازم به ذکر است که نقاط کوانتومی در زمره نیمه رساناها نیز می گنجند). این موضوع به این معنی است که یک ماده با ترکیب شیمیایی و ساختمان کریستالی معین به صرف ابعاد فیزیکی خود می تواند دارای گستره ی وسیعی از خواص اپتوالکترونیکی باشد. همین خاصیت موجب شده که توجه زیادی به این زمینه ی تحقیقاتی شود. همچنین نقاط کوانتومی مانند نیمه رساناهای معمولی از تعداد زیادی مواد مشابه ساخته می شوند، که این مواد در اغلب موارد شامل فلزات و/یا شبه فلزات واسطه می شوند. برخلاف نیمه رساناهای معمولی که اجسامی ماکروسکوپیک هستند، نقاط کوانتومی بی نهایت کوچک و از مرتبه چند نانومتر، تقریبا نزدیک به صفر بعد هستند (اندازه ای بین1 تا 100 نانومتر و تعداد ?10?^3تا ?10?^6 اتم و الکترون از ویژگی های آن هاست). در ضمن از جمله کاربرد آن ها در ساخت کامپیوترهای کوانتومی می باشد. دور حضوری کوانتومی یکی از مهمترین موضوعات مطرح در علم اطلاعات کوانتومی است چون به آن فقط به عنوان یک عمل انتقال اطلاعات کوانتومی نگاه نمی شود بلکه در حقیقت سازنده ی بنایی برای روند اطلاعات کوانتومی جهانی است. در حقیقت نقطه ی شروع و اساس دور حضوری کوانتومی از سال ها پیش توسط انیشتین، پودولسکی و روزن شروع شده است. بر اساس تحقیقات اخیر، خوشه های کوچک اتمی که به عنوان نقاط کوانتومی شناخته می شوند می‍ توانند برای دور حضوری کوانتومی یک واسطه ی عالی باشند. پدیده ی فیزیکی که در آن اطلاعات (به شکل یک حالت کوانتومی، یک ویژگی خیلی خاص ریاضی گونه از یک اتم ) به صورت آنی به جای دیگری انتقال می یابد، بدون اینکه سیر فیزیکی در فضا داشته باشد. دور حضوری یکی از حقیقت های علم اطلاعات کوانتومی است، زمینه ی در حال توسعه ای که می تواند تأثیر مهمی بر محاسبات و ارتباطات داشته باشد. در این موضوع خاص تحقیق بر روی نقاط کوانتومی نیمه رسانا که از تقریبا 1000 اتم از عناصر نیمه رسانا تشکیل شده اند و قطری در حدود 1 نانومتر دارند متمرکز است. به آن ها اتم های مصنوعی نیز می گویند چون رفتارشان کاملاً شبیه به یک تک اتم است، مثلاً الکترون های یک نقطه ی کوانتومی نیمه رسانا مشابه الکترون های یک تک اتم، مقید می شود. بنابراین یک نقطه ی کوانتومی علی رغم اینکه از صدها و یا هزاران اتم تشکیل شده، می تواند با یک تک حالت کوانتومی تعریف شود. دور حضوری کوانتومی تکنیکی برای انتقال حالت های کوانتومی از یک مکان به مکان دیگر است. از طرفی توصیفی بر اساس بیت های کوانتومی نیز امکان پذیر است، بدین صورت که ارسال کننده ی اول یک بیت کوانتومی چشمه دارد که می خواهد به گیرنده ی اول بفرستد و یک جفت در هم تنیده را به اشتراک می گذارد (جفت انیشتین-پودولسکی-روزن(epr)). ارسال کننده یک اندازه گیری روی بیت کوانتومی چشمه و نیمی از جفت epr ، با تصویر کردن بیت کوانتومی هدف (نزد گیرنده) به حالتی که همان حالت اولیه ی بیت کوانتومی چشمه می‍ باشد، انجام می دهد. سپس گیرنده، بیت کوانتومی هدف را به حالت اولیه ی بیت کوانتومی چشمه ( بر اساس دو بیت اطلاعات کلاسیکی ارسال کننده) با چرخش تبدیل می کند. دور حضوری کوانتومی با استفاده از جفت فوتون های در هم تنیده و اتم ها به طور تجربی استفاده شده است. اتلاف یک فرایند نابود کننده ی همدوسی می باشد که جمعیت حالت های کوانتومی سیستم را در نتیجه برهمکنش با محیط، تغییر می دهد. در اینجا دور حضوری کوانتومی در یک سیستم نقاط کوانتومی یک بعدی گونه با حضور اتلاف مورد بررسی قرار می گیرد و مدلی برای پروتکل دور حضوری کوانتومی با اتلاف مشخص می گردد.

ما تابع گرین تک ذره ای و تابع گرین نامتعارف را در فضای مکان و در دمای صفرمطلق در دوحالت، پتانسیل دلتای دیراک و پتانسیل ثابت بدست خواهیم آورد. سپس ماتریس چگالی دو ذره ای را بر حسب توابع گرین بدست آمده محاسبه خواهیم کرد. با استفاده از ماتریس چگالی، همبستگی های کلاسیکی و کوانتومی سیستم را بدست می آوریم، همچنین ناسازگاری کوانتومی را که به عنوان اختلاف بین تمام همبستگی ها و همبستگی های کلاسیکی تعریف می شود را محاسبه می کنیم. با استفاده از تابع توافق درهم تنیدگی را بدست خواهیم آورد و در پایان با استفاده از ناسازگاری کوانتومی که نمایشگر کیفی از گذار فاز کوانتومی می باشد، اطلاعاتی در مورد گذار فاز بدست خواهیم آورد.