蔡炎熾 (Yan-Chr Tsai) 教授
美國羅徹斯特大學物理博士 研究領域：凝體理論、統計物理 研究室：物理館Room 418 電話：05-2720411 轉 66303 傳真：05-2720587
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經歷： 國立中正大學物理系 教授 ( 2010～ )
國立中正大學物理系 副教授 ( 2003～2010 ) 國立中正大學物理系 助理教授 ( 1998～2003 ) 中央研究院物理所博士後研究員 ( 1995～1998 ) 賓州大學物理系博士後研究員 ( 1994～1995 )
研究： (1) 海森堡自旋鏈系：最近實驗室中發現的材料Sr2Cu3O4Cl2、Sr2CuO2Cl2，或La2CuO4可能含有Cu-O-O-Cu super exchange的自旋交換積分。而導致銅-銅之間，除了有最近鄰作用外，還有次近鄰自旋交換作用。為研此一Sr2Cu3O4Cl2自旋梯形材料(Spin-ladder)，將其作用量寫成所謂Nonlinear σ-model，可直接計算其自旋波之速度。希望對於此一強關聯系統的電子自旋特性有所了解。
(2) 表面成長之動力研究：當一晶體表面成長時，在高溫時會長的比較粗糙，而低溫時會呈現平滑現象是所謂roughening transition ，當其成長的基板有缺陷，或是晶格有排列不一致時，根據理論分析，其低溫時並不會呈現平滑，而是比高溫時更粗糙，此稱為super-roughening transition，使用動力重整化群的計算技術，可分析其在不同相時之動力行為。同時此一模型亦可描述超導薄膜中vortex glass之動力行為。
(3) 雙層之分數量子霍爾效應：使用hopping expansion方法，分析計算雙層分數量子霍爾效應的Chern-Simon場論，結果發現粒子一通量分離相變存在。而且同層的電子相互作用有強化關聯之特性，而不同層之電子相互作用則無。
(4) 古典粒子在無序介質之擴散：經由重整化群之技術分析，粒子在無序介質運動，及其擴散方程之係數亦為無序，而在annealed 的近似下，以及大尺度發現擴散係數分布趨向於一反高斯的分布(inverse Gaussian distribution)。而其擴散行為是次擴散的(sub diffusive)。
(5) 薄膜表面原子團(cluster)的二維-三維形狀相變：近年來，由於製作量子點(quantum dots)之技術在電子學應用上具有相當潛力，而引起廣泛的研究。其中有一種方法是讓原子同調的(coherent)生長在晶格常數相異的基板上(substrate)。選擇適當的材料，如Ge/Si、InAs/GaAs，及長晶條件，如溫度、成長速率….等，即可在異質薄膜上得到量子點。
對於上述製作量子點的方法其背後的物理成因，可以從線性彈性理論的觀點來理解。由於異質薄膜的原子必須順著基板的晶格常數來生長，薄膜會有某種程度的應變(strain)，也因此薄膜原子之間會存在有應力(stress)。而這種應力便造成原子間的彈性作用能。根據Tersoff等人的計算，這個能量和原子在平面上距離的三次方成反比。
從許多實驗的結果可以看出以同調成長方法形成的量子點，多成金字塔(pyramid)或茅草屋(hut)的形狀。我們可以用Tersoff的公式計算原子團形成三維結構時的彈性能，加上表面能、界面能以得到三維結構的自由能。再以同樣的方法計算該原子團形成二維單層薄膜之自由能，兩者互相比較，以能量較低者為穩定的結構。
初步的計算，發現小的原子團會形成二維單層薄膜，當原子團的原子數逐漸增加到超過某一臨界值Vc時，原子團便會形變到三維的島結構(island)。進一步的分析顯示，當基板上如果有其他原子團存在時，團與團之間的排斥力(在距離固定的情形下)，將會使Vc增大，同時也會從側面壓縮金字塔而形成茅草屋。基本上，目前彈性理論的計算能夠定性的了解二維-三維形變的機制，以及影響的因素。但在定量分析上，仍需要許多工作來改善。
教學： 112 學年度第 2 學期 1. 應用數學（二）Applied Mathematics (II) 2. 統計力學 Statistical Mechanics (全英語授課/English-taught)
