中文摘要：

无序绝缘体材料LiHoxY1-xF4中磁性离子Ho3+间的磁偶极长程相互作用，可用稀释磁偶极Ising模型来描述，是一种很好的研究合作磁性现象的材料。当Ho3+浓度较低时，关于系统是否发生低温自旋玻璃转变，尚存在分歧；此外，系统热力学量随温度的变化规律也尚未确定。本项目拟采用动力学蒙特卡罗方法对LiHoxY1-xF4材料的低温动力学性质进行研究，并将所得结论与现有的实验和理论结果相比较。采用线性变温的方法对不同Ho3+浓度的系统进行数值模拟，研究系统热力学量的动力学演化，探讨变温速率以及Ho3+浓度对系统演化的影响；对不同温度时的系统施加线性变化的磁场，研究系统在外磁场驱动下的演化，并根据有限时间标度理论对结果进行分析，进一步探讨Ho3+浓度较低时系统是否发生自旋玻璃转变。

结论摘要：

量子阱结构中的共振隧穿效应不仅可以代替控制光耦合不同的量子态，还能控制干涉的符号。通过对量子阱结构中共振隧穿对光学过程的详细研究与深入探讨，发现（1）共振隧穿效应对交叉相位调制表现出极强的干涉增强效果，探测光脉冲与信号光脉冲对整体相位的贡献可由相消变为相长，从而在极低光强下获得π相移，实现强相互作用光子对；（2）共振隧穿可以诱导高效四波混频，增强效果在传输距离较小以及中心频率附近尤为显著。结合半导体量子阱微结构设计上的灵活性和应用上的天然优势，该理论结果为基于固态材料的量子信息过程提供理论参考；（3）量子点分子中用共振隧穿耦合代替控制激光，理论分析与数值计算表明该系统支持超慢亮孤子与暗孤子。