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关键词： 高速铁路   无砟轨道   路基   车辆-轨道耦合动力学   格林函数法  

摘要： 随着高速铁路列车运行速度的大幅提高,列车与线路之间的动态相互作用明显加剧,由此引发的行车安全性、乘坐舒适性以及轨道与路基的服役安全性问题越发突出。并且,受外界环境因素和列车长期动荷载作用的影响,将不可避免地衍生出轮轨异常磨耗、部件伤损失效、路基累积沉降等一系列结构性能劣化问题,导致轨面平顺性降低,进而影响车辆-轨道-路基系统的动力性能。车辆-轨道-路基动态相互作用是引发这一系列问题的根源,为保障高速铁路长期安全稳定运营,亟需探明车辆-轨道-路基动态耦合作用机制。而由于车辆-轨道-路基这一大系统具有部件构成多样、动态相互作用复杂以及求解规模大等特性,如何对其进行准确、合理的力学描述和动力学分析是目前研究的重点和难点。鉴于此,本文针对既有车辆-轨道-路基动态相互作用模型的不足,提出了一种准确可靠、计算效率高、适用范围广的车辆-轨道-路基耦合动力学建模方法,建立了较为精确且高效的高速车辆-无砟轨道-路基垂向耦合动力学模型,对比了高速行车条件下不同无砟轨道型式引起的车辆-轨道-路基系统动态行为差异,分析了车轮多边形磨耗、钢轨焊缝不平顺以及路基不均匀沉降三种典型激扰引起的车辆-轨道-路基系统动力学响应特征,并开展了基于车辆振动加速度的轨道几何不平顺智能检测以及路基不均匀沉降识别的研究,相关成果对我国高速铁路设计、运营和养护维修具有重要理论意义和应用前景。首先,基于车辆-轨道耦合动力学理论和格林函数方法,提出了一种新的车辆-轨道-路基耦合动力学建模方法,并建立了高速车辆-无砟轨道-路基垂向耦合动力学模型。该模型将车辆-轨道-路基大系统分解为车辆-钢轨子系统和轨下基础-路基子系统,并通过扣件力实时传递两个子系统的动态相互作用。具体地,首先,分别基于多刚体动力学理论和模态叠加法,建立车辆与钢轨的运动微分方程,并采用轮轨非线性接触力模拟轮轨相互作用;然后,基于提出的时频结合的格林函数方法,针对三种型式的无砟轨道,分别建立其轨下基础-路基子系统精细有限元模型以获取格林函数,并采用格林函数建立轨下基础-路基子系统的运动积分方程;最后,利用扣件力将两个子系统耦合起来进行循环计算。通过与现场实测数据进行对比,验证了该模型的正确性;此外,通过与建模精度较高的有限元方法所建立的动力学模型的计算结果和计算效率进行对比,证明了该模型在保证计算精度的同时可大大提高计算效率。接着,以我国广泛使用的CRTS II型纵连板式无砟轨道、CRTS III型单元板式无砟轨道以及双块式无砟轨道为研究对象,分析了不同轨道型式的轨下基础-路基子系统的格林函数时空分布特性,对比了高速行车条件下不同型式的无砟轨道引起的车辆-轨道-路基系统动力学响应的差异,并研究了轨下基础-路基子系统动力学响应沿轨道垂向深度方向的衰减规律。结果显示,三种轨道型式的轨下基础-路基子系统的位移和速度格林函数均沿时间和空间逐渐衰减,但衰减速率有所不同;三种轨道型式的差异对轮轨垂向力几乎无影响,对钢轨垂向位移、轨下基础-路基子系统垂向位移、加速度以及应力均有不同程度的影响;随着轨道垂向深度的增加,三种轨道型式的轨下基础-路基子系统垂向位移均呈现出近似线性衰减的规律,而垂向应力均呈现出近似指数衰减的规律。随后,从车辆-轨道-路基大系统耦合动力学的角度,分别详细研究了车轮多边形磨耗、钢轨焊缝不平顺以及路基不均匀沉降三种典型激扰引起的车辆-轨道-路基系统动力学响应特征,分析了激扰参数对系统动力学响应的影响规律,并给出了高速安全行车下车轮多边形波深和焊缝短波波深的控制限值。最后,设计了一维全卷积编码-解码深度神经网络,采用本文所建立的动力学模型生成了轨道几何不平顺激励下的车辆系统垂向加速度并将其作为网络输入,以有监督学习的方式训练网络,实现了基于车辆振动加速度的轨道几何不平顺智能检测,同时研究了不同输入变量对网络预测性能的影响并分析了网络预测性能的鲁棒性。结果表明,构架和车体垂向加速度对中-长波长轨道几何不平顺的预测效果较好,而轮对垂向加速度对短波长轨道几何不平顺的预测效果较好,当三者被同时视为网络输入时,网络的整体预测性能达到最优。进一步,针对预测得到的较为精确的轨道几何不平顺数据,采用基于小波变换和Wigner–Ville分布的时频结合算法,对隐藏于轨道几何不平顺中的路基不均匀沉降进行了识别,并通过案例证明了该算法的有效性。

关键词： 有机单晶   各向异性   极化激元   凝聚   光学活性   光子自旋轨道耦合  

摘要： 由于有机半导体中Frenkel激子具有高的激子结合能和大的振子强度,因此其相对于无机半导体来说可实现室温下Rabi劈裂大于150 me V的激子-光子强耦合。并且由于有机分子的易裁剪性,因此很容易实现整个可见光光谱内的极化激元凝聚。除此之外,有机单晶高度有序的分子排列使其吸收和发射具有强的各向异性,以上特点直接为研究有机单晶微腔中的强偏振依赖的极化激元凝聚奠定了基础。并且由于有机晶体中的强的各向异性性质(线性双折射),可使其横向电场-横向磁场(TE-TM)模式在波矢6)=0的位置发生劈裂,这可以作为光子自旋轨道耦合以及拓扑光子学研究的基础。因此,本文通过制备经典的三明治有机微腔结构,实现了玻色子凝聚和光子的自旋轨道耦合,主要研究内容如下:(1)有机单晶中高度有序的分子排列使其具有强的各向异性,在其吸收和发射光谱上表现地尤为显著。因此我们在由夹在两个银反射镜之间的H-聚集的有机单晶微米带(DPAVBi)组成的微腔中,证明了强烈偏振依赖的激子极化激元。并且得益于H-聚集体中的振动耦合和正失谐下的重激子极化激元的优势,观察到了宏观的激子极化激元基态占据和高能的量化模式。对低阈值极化激元凝聚的观察和易于制造使有机半导体微腔成为在室温下运行的连续波泵浦和电泵浦功能性光子极化激元电路和有机极化激元激光器的极具吸引力的候选者。(2)将具有光学各向异性的有机微晶(α-相Perylene)集成到法布里-珀罗(Fabry-Pérot)微腔中,由于微腔整体的旋光性、腔膜TE-TM模式劈裂和材料线性双折射三种偏振劈裂效应并存,组合起来构成了一个等效的光子规范场。微腔光子在场的作用下发生自旋轨道耦合,光子能带在特定的波矢处发生反交叉,出现了打开的狄拉克锥点,实现了微腔光子能带的局部拓扑非平庸几何结构。因为在整个实验过程中,没有引入外加磁场等因素,因此保留了时间反演对称性,拓扑能带在整体上是平庸的。在这项工作中,实现了对平面腔光子模式的贝里(Berry)曲率和量子度规的直接测量。该实验在室温和可见光波长下进行,不需要外加磁场,不依赖光子晶格结构等诸多优点,为进一步实现光子芯片上的自旋与能谷霍尔效应、自旋轨道耦合操纵提供了新的方法。(3)控制光学微腔中光子的自旋轨道相互作用(SOI)的能力对于未来的光子学至关重要。有机微晶由于其巨大的光学各向异性,在自旋光学和拓扑光子学中发挥着至关重要的作用。在这里,我们构建了填充有机微晶(β-相Perylene)的光学微腔,由于β-相Perylene晶体中强的各向异性激子响应,使得其中竖直偏振(V)的光腔模式与激子发生强相互作用导致其腔模式曲率变得平缓;而水平偏振(H)腔模式不受影响,因此可使得奇偶不同的H腔模式和V腔模式在较大波矢处发生自旋轨道耦合,使能带发生劈裂,出现打开的狄拉克锥点。并且在波矢k=0处,不同奇偶的正交偏振腔模式(H-V偏振)可发生Rashba-Dresselhaus(RD)自旋轨道相互作用。我们通过激子-光子相互作用人为设计了自旋轨道耦合,除了它基本的效应外,还有望应用于自旋控制的片上集成纳米光子元件,以开发非磁性和低成本的自旋光子器件。

摘要： Free radical induced oxidative stress has been reported to be involved in several diseases such as diabetes mellitus, neurodegenerative disorders, cardiovascular diseases (atherosclerosis and hypertension), respiratory diseases (asthma), cataract development, rheumatoid arthritis and in various cancers (colorectal, prostate, breast, lung, bladder cancers). Aldehydes are strong electrophilic compounds with terminal carbonyl groups making them highly reactive. Aldehydes may react with hydroxyl radicals forming radicals which, in turn, react with cellular components. Hydroxyl free radicals were generated by Fenton-based chemistry and reacted with aliphatic aldehydes to produce secondary radicals in the presence of the spin-trapping agent N-tert-butyl-a-phenylnitrone (PBN). Novel aldehyde related radicals were produced via Fenton chemistry and trapped using PBN to form stable adducts that could be analysed via the combined techniques of gas chromatography (GC) and mass spectrometry (MS). The significant findings of this work involve trapping various radicals such as propyl radicals, 2-methyl propyl radicals, butanal radicals (oxoallylic radicals), 2-methyl butanal radicals and methyl radicals in various conformations with PBN and its derivatives and elucidating the fragmentation patterns. The findings have been supported using deuterated isotopologues and PBN derivatives to aid in the understanding of the reaction mechanisms and structures.

关键词： DyFe合金   超快自旋动力学   自旋晶格耦合强度   亚晶格间耦合   时间分辨磁光克尔效应  

摘要： 飞秒激光诱导的超快自旋动力学过程突破了亚皮秒量级的磁化翻转,实现了飞秒量级自旋的操控。因此,超快自旋动力学对现代磁存储工业和逻辑运算器件的超快读写等潜在应用都具有至关重要的意义。在磁存储介质中,稀土过渡亚铁磁合金(RE-TM)因具有特殊的磁行为,并且能够实现存储器低功耗、高密度等性能,而被广泛研究。RE-TM合金的飞秒激光诱导的超快自旋动力学过程与铁磁金属不同的是出现较慢的两步退磁现象,归因于RE的4f局域化电子和TM的3d巡游电子对飞秒激光的激发具有不同的响应时间以及自旋轨道耦合与原子间交换相互作用的影响。虽然国内外科研团队对其超快过程进行了大量的实验和理论计算,但其超快退磁过程的微观物理机制尚未清晰。因此,本文系统地研究了DyFe合金薄膜光诱导的超快退磁过程,通过改变Dy的成分和退火温度,研究了超快过程中4f电子的自旋-晶格耦合强度以及3d-4f电子的交换耦合作用对超快退磁的调制作用。具体研究内容如下:第一,通过改变Dy的成分,可改变DyFe合金系统的自旋轨道耦合以及3d-4f电子的交换耦合作用,我们利用时间分辨磁光克尔仪系统地测量了不同成分的DyFe合金薄膜超快退磁过程。对于低Dy掺杂样品,超快退磁的时间都在1皮秒内完成,随后伴随着几个皮秒内的磁化恢复,归因于热量在电子、3d自旋和声子热库中的传输。对于高Dy掺杂样品,超快退磁出现两步退磁现象,分别是快退磁和慢退磁两部分。其快退磁部分仍然由3d自旋主导,快退磁时间随Dy成分的增加显示非单调变化,而慢退磁时间随Dy成分的增加而减小。由于Dy原子深壳层的4f电子通过亚晶格间耦合作用参与了退磁过程,并再次加热了3d自旋,从而出现两步退磁现象;随着Dy成分的增加,自旋轨道耦合增强,增加了热量传递的速率,因此慢退磁时间减小。我们通过四温度模型对实验数据进行了计算得出实验结果和理论计算一致。第二,为了进一步探索两步退磁现象的物理机制,我们选择了三个高Dy掺杂的DyFe薄膜样品进行了退火处理。对于x=0.26和0.30的样品,随着退火温度的增加,其磁化动力学过程出现了二步退磁到一步退磁的转变,这是由于退火导致TM成分的析出,从而3d自旋主导了退磁过程。当x=0.38,随着退火温度的增加,其磁化动力学过程一直呈现二步退磁,其慢退磁时间随着退火温度增加而增加。这是由于高Dy掺杂导致Fe原子间交换耦合大大减弱,进一步退火更导致自旋晶格耦合的减弱,使得热量由自旋向晶格的传输变缓。最后,我们通过四温度模型进行计算,得到的计算结果与实验结果自洽。我们利用时间分辨磁光克尔效应仪测量了制备态和退火后的DyFe合金薄膜的超快自旋动力学,并发现了自旋轨道耦合和原子间交换相互作用对其超快退磁过程的竞争调制关系,丰富了我们对超快退磁机制的认知和理解。

关键词： 元宇宙   演化逻辑   扩展根据   数字表象   metaverse   evolutionary logic   basis supporting   digital representation  

摘要： 在对元宇宙逐浪升腾的追逐热潮中，人们对元宇宙的认识逐渐发生了重要变化，并呈现出清晰的演化逻辑。随着元宇宙观念的转变，推进和建设元宇宙的行动发生了从虚拟转向现实的融合扩展，元宇宙由此不仅同经济、政治、文化和社会生活发生了广泛联系，也使它呈现为广阔而崭新的社会现象。元宇宙是精神社会与实体社会的统一，支持元宇宙思想观念和建设实践快速发展的根据包括：丰盛时代的富裕物质生活，由各种数字网络技术综合支持的数字表象，经济社会发展的不平衡性。元宇宙是社会学研究不可回避的崭新社会，社会学应当改变单纯面向经验事实的研究方式，应当像经典社会学所倡导的那样，在经验现象中探究规定行为与思维的集体表象和社会制度，实现对数字表象和元宇宙行为与制度的深入理解。

关键词： 多孔介质   多场耦合   力学行为研究   格林函数  

摘要： 多孔介质一直以来受到工程界和科学界学者们的高度重视,分析和解决多孔介质流固耦合问题对工业发展起到了至关重要的作用。目前,多孔介质在医疗用假肢、半导体散热、飞行器高温热防护中均有应用,甚至在石油开采中多孔材料的流固耦合特性也是决定开采是否顺利的重要因素。随着多孔介质在众多领域的应用日渐深化,其力学行为的研究也有了突飞猛进的发展。本文首先从多孔介质的基本方程出发,考虑多孔介质的化学效应,将其的本构方程和无体力平衡方程进行联立,得出一组与化学场、应变场和位移场有关的方程,通过引入位移势函数,将这几组方程简化,再利用算子理论、叠加原理以及广义Almansi定理,导出在不同特征根情况下的位移场和化学场的通解。之后通过两个数值算例展示了通解的应用。分别为点源作用下的无限大和半无限大多孔化学弹性介质问题,结合通解和边界条件即可得到格林函数。对于考虑热-化学耦合问题,通过引入位移势函数,获得横观各向同性多孔化学热弹性体的通解,并对其进行简化,获得考虑热-化学耦合效应的位移、温度、离子浓度的表达式。利用得到的通解,分析在点源作用下半无限大多孔化学热弹性锥形体及具有锥形腔的半无限大多孔化学热弹性多孔介质的力学问题。对于点源作用的半无限大多孔化学热弹性锥形体问题,考虑锥面上的液-热-化学-机械平衡,结合通解和其边界条件即可得到格林函数。求解在点源作用下具有锥形腔的半无限大多孔化学热弹性介质,根据锥形腔表面满足液-热-化学-机械平衡,最终获得该问题的格林函数。对于考虑电-磁-化学效应的多孔介质三维稳态问题,可以结合麦克斯伟方程组导出其通解的表达式,根据边界条件,研究具有电-磁-化学效应的无限大和半无限大多孔介质在点源作用下的基本解,从而进一步分析具有电-磁-化学效应的多孔介质耦合场的分布规律。

关键词： 电子向列相   量子自旋液体   基塔耶夫模型   量子相变点   超导约瑟夫森结   动态自旋关联函数  

摘要： 强关联电子体系因其独特而复杂的量子现象、丰富的相图以及潜在的广泛应用而受到人们的青睐,近三、四十年来一直是凝聚态物理研究的前沿。近些年特别吸引人们注意的是强电子关联中存在的电子向列相和量子自旋液体(QSL)这两类奇特的磁相,它们长程无序,却分别具有静态和动态的短程磁序。为了解这些反常现象背后的物理机制,我们分别用适合处理强关联体系的多种理论方法研究了这两种现象的微观机制。我们首先利用变分蒙特卡洛(VMC),有限温度Lanczos(FTLM)及Schwinger玻色子平均场(SBMF)方法分别在单带Hubbard和Heisenberg模型下研究二维和三维In3Cu2VO9六角格子体系的电子向列相,证明该体系可能是一般的自旋无序相。随后,我们分别利用FTLM和Majorana费米子平均场研究了磁场下各向异性Kitaev模型的基态演化及量子相变,发现各向异性Kitaev耦合与磁场的竞争会导致比各向同性情形更加丰富的相图。接着,我们设计了一个超导—单层Kitaev QSL—超导隧道结,并通过其电流电导的输运性质分别探究各向异性Kitaev模型的Majorana费米子动力学特征或能谱特征。在s-d交换模型下,我们发现单粒子电导能够很好地反映Kitaev QSL的动态自旋关联特征。在Anderson晶格模型下,我们发现零磁场下超导电流特征明显区分于铁磁与反铁磁,可以作为Kitaev QSL存在的证据。论文安排如下:第一章绪论先简要介绍了强关联体系及其相关模型的特点,包括Hubbard模型,自旋模型,s-d交换模型及Anderson晶格模型。然后描述了电子向列相概念、起源和性质,在铁基和铜基高温超导中的存在,以及在In3Cu2VO9中可能的存在。最后介绍了 QSL的概念、起源和性质,Kitaev模型精确解及自旋关联,Kitaev材料,还有近期磁场下Kitaev模型的研究结果。第二章主要介绍了本文使用的三种方法,即变分蒙特卡洛,有限温度Lanczos,以及非平衡态格林函数,包括它们的背景、方法原理及实际应用。第三章先在单带Hubbard模型下利用VMC方法探究二维六角格子体系In3Cu2VO9的电子向列相,再在单带J1-J2-Jc海森堡模型下利用有限温度Lanc-zos及Schwinger玻色子平均场方法研究三维In3Cu2VO9的电子向列相。结果发现:面内和层间的耦合及阻挫,以及磁晶各向异性能—这些“自旋驱动”都很难导致电子向列相的出现,证明三维In3Cu2VO9基态可能是一般的自旋无序。第四章先后利用Majorana费米子平均场和有限温度Lanczos方法,研究磁场下各向异性Kitaev模型的拓扑量子相变特征。我们发现相比于各向同性情形,各向异性Kitaev模型会出现一个或两个新的拓扑或平庸的量子相变。而且在这些临界点低能激发谱会出现能级交叉,而比热、磁化率及Wilson比会出现反常,拓扑陈数可能发生改变。由此可以利用磁场调节拓扑性不同的QSL态,以在实际材料中实现量子器件的设计与量子计算。第五章先后在s-d交换和Anderson晶格模型下通过超导—单层Kitaev QSL—超导结的输运特征,来研究Kitaev QSL的动态自旋关联及单粒子能谱特征。在s-d交换模型下,我们发现单粒子电导能够很好地反映Kitaev QSL的动态自旋关联特征,包括独特的自旋gap,与范克夫奇点相关的凹陷,以及spinon-vison作用尖峰,QSL的不同拓扑量子相可以根据其能谱特征进行区分。在Anderson晶格模型下,我们发现零磁场下超导电流会出现两个隧穿共振峰,分别对应QSL的局域和巡游Majorana费米子模式。而磁场的增加会抑制它们的能谱态密度,使电流逐渐下降,直至进入极化铁磁相而达到一个平台。这些特征明显区分于铁磁与反铁磁,可以作为Kitaev QSL存在的证据。第六章对本篇论文的结果进行了总结,并概括了其中的核心创新点,最后对未来的研究进行了一些展望。

关键词： 耦合非线性薛定谔方程   Darboux变换   渐近分析   孤子解  

摘要： 耦合非线性薛定谔(CNLS)方程具有很多的物理应用,得到了学者的广泛关注。本文结合Darboux变换和极限技巧构造了CNLS方程在混合背景下的退化孤子解,并利用渐近分析方法揭示解的渐近行为和相互作用性质。首先,根据Lax对的特征根不同分布,我们获得一阶指数孤子解和一阶半有理孤子解,并通过渐近分析发现前者具有的渐近孤子和呼吸子的中心轨迹均沿着直线,而后者具有的渐近孤子的中心轨迹为对数曲线并且会产生boomeron行为。其次,我们在两谱参数简并情形下得到三种不同的二阶退化孤子解,并分析它们的渐近行为:第一种退化解具有两组沿对数曲线轨迹的渐近孤子,并且它们形成了两个boomeron结构;第二种退化解具有一组沿对数曲线轨迹的渐近孤子和一组沿直线轨迹的渐近孤子,其中只形成了一个boomeron结构;第三种退化解的u分量具有4个渐近孤子和2个渐近呼吸子,而v分量具有4个渐近孤子,所有渐近孤子和呼吸子的轨迹都沿着对数曲线。第三,基于渐近孤子和呼吸子的表达式,我们以定量的方式分析退化解中孤子/呼吸子相互作用性质,给出随时间变化的速度、相对距离和相对分离加速度的表达式,并揭示孤子之间的相互作用均为吸引型,而孤子与呼吸子之间的相互作用可为吸引型或排斥性。

关键词： 金刚石氮空位色心   核自旋   光探磁共振   动力学解耦  

摘要： 核自旋是原子核的固有属性,可以与外界磁场、周围电子自旋和其他核自旋相互作用。这些相互作用使得核自旋在磁共振和量子信息处理方面具有巨大的应用潜力。一方面,核自旋是获取分子和细胞结构信息的理想探针,以此为基础发展的核磁共振技术在凝聚态物理和生命科学中得到了广泛的研究;另一方面,核自旋数目众多,相干时间长,且广泛存在于量子点和半导体缺陷等各种量子系统中,这些特性使得核自旋成为了实现量子计算、量子模拟和构建量子网络的优秀物理载体。然而,由于核自旋的磁矩比电子自旋的小三个数量级,这使得核自旋极难极化和相干操控,从而限制了探针的分辨率和量子比特的拓展。因此,对单个核自旋的探测和量子操控仍然是一项极具挑战的任务。利用金刚石中氮空位(Nitrogen vacancy,NV)色心的电子自旋来探测和操控周围的核自旋是应对这一挑战的重要技术路径之一。本论文以金刚石中氮空位色心电子自旋和近邻核自旋组成的多比特量子系统为研究对象,在自主搭建的室温光探磁共振平台上进行了如下三个方面的实验研究:(1)对NV色心近邻核自旋的探测和量子操控是实现多比特量子信息处理的基础。我们实验上发展了近邻核自旋的探测和与电子自旋超精细相互作用参数标定技术;实现了不同类型核自旋的高保真度极化和读出;此外利用共振射频微波和超精细相互作用,同时结合动力学解耦技术,实现了退相干保护的两比特量子系统的任意逻辑门操作。这些实验技术在低温下同样适用,为后续基于NV色心系统的可拓展量子计算和量子网络的构建提供技术支撑。(2)基于上述技术,我们利用NV色心三比特量子系统研究了量子非马尔可夫环境下的动力学行为。通过调控近邻两个核自旋的量子态来构建量子非马尔可夫耗散通道,并使用量子费舍尔信息研究了自旋相干态和纠缠态在非马尔可夫环境下的演化行为,观察到非马尔可夫环境下的量子费舍尔信息回流现象,从实验上检验了量子费舍尔信息与量子非马尔可夫性的对应关系。该工作也展示了金刚石氮空位色心作为少体量子系统的高度可控性,是开放量子系统动力学研究的理想实验平台之一。(3)光探磁共振技术是NV色心进行电子自旋操控和多比特核自旋探测的基础,因此对光探磁共振谱线的细致探究是十分必要的。我们实验上发现了单个NV色心光探磁共振谱线的非磁性劈裂现象。经过对峰位跳变的典型时间尺度的测量,以及对峰位跳变频率随激光功率依赖关系的系统研究,推测该现象来源于激光诱导NV色心电荷态的跳变行为,该工作可为后续核自旋的探测和标定提供重要的参考。我们的研究结果表明NV色心多比特自旋系统在开放量子系统的量子模拟,量子力学基本问题演示和量子存储等方面有着巨大的潜力。此外本论文发展起来的核自旋探测和操控实验技术具有普适意义,可以扩展到其它新型的自旋缺陷系统,如金刚石中的硅空位色心、锗空位色心及碳化硅中的硅空位色心等。