Nghiên cứu Nhiệt dung và Độ cảm thuận từ của Khí điện tử tự do trong Kim loại bằng Thống kê Fermi – Dirac Biến dạng q và Tính chất Nhiệt động của Màng mỏng Kim loại bằng Phương pháp Thống kê Mômen.
Vật lý lý thuyết
Luận án này tập trung giải quyết các vấn đề liên quan đến sự không phù hợp giữa kết quả lý thuyết và thực nghiệm về nhiệt dung của khí điện tử tự do trong kim loại, vốn thường xuất phát từ các mô hình gần đúng hoặc sự tồn tại của tạp chất, sai hỏng mạng. Để khắc phục hạn chế của lý thuyết nhiễu loạn, nghiên cứu đã ứng dụng các phương pháp mới không nhiễu loạn, đặc biệt là đại số biến dạng và phương pháp thống kê mômen (TKMM).
Nghiên cứu sử dụng đại số biến dạng, một cấu trúc toán học tiên tiến phù hợp với nhiều lĩnh vực vật lý lý thuyết như thống kê lượng tử và vật lý chất rắn. Trong đó, lý thuyết đối xứng lượng tử dựa trên nhóm lượng tử đóng vai trò nền tảng. Luận án đã khai triển đến gần đúng bậc ba, bậc bốn của thế năng tương tác theo độ dời của hạt để xác định năng lượng tự do Helmholtz của hệ hạt trong màng mỏng kim loại (MMKL) với cấu trúc LPTD và LPTK.
Về mặt khoa học và thực tiễn, luận án đạt được những kết quả đáng chú ý. Thứ nhất, nó đã nghiên cứu hệ các hạt Fermion bằng thống kê Fermi – Dirac biến dạng q, từ đó xác định được nhiệt dung và độ cảm thuận từ của khí điện tử tự do trong kim loại ở nhiệt độ thấp. Một tham số biến dạng q chung đã được tìm ra cho mỗi nhóm kim loại, cho phép tính toán nhiệt dung cho nhiều loại kim loại. Thứ hai, luận án đã bước đầu xây dựng lý thuyết thống kê mômen (TKMM) để tính toán các đại lượng nhiệt động quan trọng của màng mỏng kim loại, bao gồm hệ số dãn nở nhiệt, hệ số nén đẳng nhiệt, hệ số nén đoạn nhiệt, nhiệt dung riêng đẳng tích và đẳng áp, cùng mô đun đàn hồi đẳng nhiệt và đoạn nhiệt. Các tính toán này có kể đến ảnh hưởng của hiệu ứng phi điều hòa, hiệu ứng bề mặt và hiệu ứng kích thước ở các nhiệt độ và áp suất khác nhau.
Nội dung chi tiết của tài liệu bao gồm việc xây dựng thống kê Fermi – Dirac biến dạng q, phân tích nhiệt dung và độ cảm thuận từ của khí điện tử tự do trong kim loại, và áp dụng phương pháp thống kê mômen để nghiên cứu tính chất nhiệt động của màng mỏng kim loại, cụ thể là độ dời nguyên tử, khoảng lân cận gần nhất trung bình và năng lượng tự do của màng mỏng.