具有位置依赖有效质量的广义二维非线性振子及其热力学性质
量子物理
2025-09-24 v2
摘要
我们在非相对论量子力学框架下研究了一个具有位置依赖有效质量的二维非线性振子。利用Nikiforov-Uvarov方法，我们得到了能谱和波函数的精确解析表达式。基于正则配分函数，我们推导了关键的热力学量，包括内能、比热、自由能和熵。我们的结果表明，与一维情形下比热不受非线性参数影响不同，二维系统表现出强烈的依赖性。在高温下，对于固定的值，比热变得与温度无关，这符合杜隆-珀蒂定律。然而，这些行为仅在取负值时出现。这些发现突显了有效质量非线性对宏观热力学量的影响，并表明调节参数可以作为提升量子器件（包括热机和光电组件）性能的有效策略。
引用
@article{arxiv.2509.12796,
title = {Generalised two-dimensional nonlinear oscillator with a position-dependent effective mass and the thermodynamic properties},
author = {S. E. Bokpe and F. A. Dossa and G. Y. H. Avossevou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.12796},
year = {2025}
}
备注
11 pages, 3 figures