氧气中加工生成硅量子点的受激发光

用纳秒脉冲激光辐照加工生成硅量子点结构,经过适当退火后,在605 nm和693 nm处检测到受激发光峰并能观察到有明显的光增益现象和阈值行为。通过在硅量子点表面建立Si-O-Si桥键和Si=O双键键,用第一性原理对氧气中用激光加工的硅基量子点的电子态密度进行模拟计算,结果表明两种键在量子点中都形成局域态,但局域态位置不同。结合理论和实验,得出产生受激发光峰增强效应和阈值行为的主要原因,并提出硅量子点纳米激光这一新思想,量子受限效应决定激光的抽运能级,局域态在导带和价带之间为粒子数反转提供必要条件。     

基于量子测量的量子计算模型综述

基于测量的单向量子计算是重要的通用量子计算模型,可以模拟一般量子计算任务。单向量子计算基于量子簇态作为计算资源,利用每个量子位的局部量子测量和经典通信执行一般量子计算。单向量子计算是与量子线路模型等价的量子计算模型。近年来,研究者们对单向量子计算的量子资源、纠缠度量、局部操作简化,以及量子通信等给出一系列研究成果,并基于光学平台开展了一些量子模拟实验。量子簇态与单向量子计算为一般量子计算提供非常好的量子任务处理方式,受到研究者们的广泛关注。该文主要总结基于测量的单向量子计算模型,包括重要的量子资源态、局部信息处理方式,以及与单向量子计算相关的研究;该文对单向量子计算存在的问题和前沿研究方法进行展望,为研究者提供借鉴。     

SiGe合金氧化层中的纳米结构

我们在硅锗合金衬底上采用氧化等制膜方式生成零维和三维的纳米结构样品，用高精度椭偏仪(HPE)、卢瑟福背散射谱仪(RBS)和高分辨率扫描透射电子显微镜(HR-STEM)测量样品的纳米结构。并采用美国威思康新州立大学开发的Rump模拟软件对卢瑟福背散射谱(RBS)中的CHANNEL谱和RANDOM谱分别进行精细结构模拟。计算且测量出纳米氧化层与锗的纳米薄膜结构分布，并且反馈控制加工过程。优化硅锗半导体材料纳米结构样品的加工条件。我们在硅锗合金的氧化层表面中首次发现纳米锗量子点和量子层结构，我们首次提出的生成硅锗纳米结构的优化加工条件的氧化时间和氧化温度的匹配公式和理论模型与实验结果拟合得很好。     

多孔硅／硅带隙参数的研究

测量了不同电腐蚀条件下制备的多孔硅／硅光伏谱，推导了带隙参数的计算公式．表面光伏谱测量计算值与光致发光的实验结果基本一致．     

多孔硅的形成机制及吸收特性

用测量多孔硅反射谱的方法研究了多孔硅在吸收边附近的特性。由于多孔硅的微空洞和残余部分大约只有纳米量级，故采用波长为２００～２６００ｎｍ的红外到紫外范围的光照射，根据多层膜的反射公式，计算出多孔硅在吸收边附近的吸收系数。结果表明（αｈω）２与（ｈω－Ｅｇ）呈线性关系，表明多孔硅在一定程度上已转变为直接带隙半导体。     

硅量子点表面形状的研究

计算结果显示在不同曲面上进行钝化的硅量子点的结合能与电子态密度分布是不同的.例如在曲面上进行钝化的Si-O-Si桥键在带隙中产生局域态,并且曲面上进行钝化的结合能比在平面上钝化的结合能要浅,这样的现象叫做曲面效应.曲面破坏对称性结构,从而在带隙中形成局域态.表面曲率是由硅量子点的形状和硅纳米结构决定的.     

二粒子未知态的受控量子通信

提出了一个利用七粒子态传送一个二粒子未知态的多方受控量子通信方案。该方案中发送者指定一名控制者,它不能接收二粒子未知态,但是它可以和发送者一起协助接收者重构二粒子未知态。发送者对自己拥有的4个粒子做一次von-Neumann联合测量,控制者在计算基下对它的粒子做测量。接收者根据两次测量结果对自己拥有的粒子做相应的幺正操作,就可以构造出发送者所发送的未知态。可以设置多名接收者,使它们都受到控制者的约束,从而实现多方受控量子通信。     

InGaAs／GaAs应变单量子阱的表面光伏谱

采用表面光伏谱方法,测量了应变ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ单量子阱在不同温度下光伏效应．结合理论计算对样品表面光伏谱的谱峰进行了指认,分析了量子阱内子能级间的跃迁能量、强度及跃迁峰半宽随温度的变化关系     

多孔硅荧光谱双峰结构的研究

采用阳极腐蚀法制备了多孔硅（PS），用原子力显微镜（AFM）照片对其表面和结构做了分析，观察到多孔硅纳米尺寸的微结构；并进行了多孔硅层（PSL）的光致发光谱（PL）测量，观察到PL谱峰的“蓝移”和双峰现象，符合量子尺寸效应和发光中心理论，红外吸收光谱进一步证明了发光中心的存在。     

线性损耗下绝缘硅基波导调制不稳定性

考虑绝缘硅(SOI)波导线性损耗情况下,对SOI波导飞秒脉冲传输调制不稳定性进行了研究.推导了调制不稳定性增益谱的计算公式,导出了峰值增益、峰值增益频率和增益谱带宽的表达式.分析了脉冲峰值功率、群速度色散和线性损耗等参量对调制不稳定性的影响,并以具体结构SOI光子线波导为例进行了模拟.结果表明,即使在微弱光功率下,在反常色散区仍存在强烈的调制不稳定性,其增益是同等光功率光纤介质的102~103倍;线性损耗明显影响SOI波导调制不稳定性增益谱,在传输距离5 mm处,峰值增益频率和增益谱带宽分别降为其最大值的42.68%和41.38%.     

铯原子Rydberg态抗磁特性研究

利用热离子二极管技术及分子光解产生原子中间态集居方法，测量了钩原子从ｌ－混合区到ｎ－混合区的抗磁光谱，首次观测到非氢原子抗磁谱所呈现的独立结构和族状结构及其在磁场中的演化。利用热模型皮函数进行的相应理论计算满意地描述了实验的全部结果。     

锗的双层纳米结构及其特性的检测分析方法

在高精度椭偏仪(HPE)系统中,采用激光照射硅锗合金衬底助氧化的新方法,在SiO2层中生成锗的双纳米面结构;并在样品生长过程中,用高精度椭偏仪(HPE)同步测量样品的纳米结构。采用XES分层对锗原子成份检测的结果与HPE的结果基本一致。用RAMAN光谱仪测量样品的横断面,发现很强的PL发光谱峰。用量子受限模型和改进的量子从头计算(UHFR)方法分析了PL光谱的结构。     

一类量子比特-垂特态中测量诱导的非经典关联(英文)

采用文献[Luo S L.Using measurement-induced disturbance to characterize correlations as classical or quantum[J].Phys Rev A,2008,77:022301]中提出的测量诱导扰动方法计算了一类2体可分量子比特-垂特关联态中的非经典关联.具体来说,就是利用谱分解技巧来获得每个态中的经典关联,继而得出其中包含的量子关联.经过对这些态中的量子关联的详尽分析,一些独特的性质被展示出来.     

量子Swapping网络中非局域性度量的上界的优化

测量诱导的非双局域关联是一种通过对多体量子系统状态进行局部测量来量化Swapping网络中非局域性的度量。在纯态情形这类度量具有解析的计算公式,但对于混合态情形无法精确计算,只能对其上界进行估计。该文研究一类特殊的混合态,即边缘态ρ_BC具有直积态ρ_BC=ρ_B?ρ_C形式,其中ρ_B是非简并且ρ_C是简并的情况,得到了该类混合态测量诱导的非双局域关联上界更精细的计算公式。     

2种量子测量方案对非最大纠缠相干态隐形传态平均保真度的影响

在纠缠相干态的隐形传态过程中,使用双模光子数测量和奇偶态测量2种粒子数测量方案,得到的平均保真度存在较大差异.据此对使用非最大纠缠相干态作为量子信道时,2种测量方法得到的平均保真度进行了对比.结果显示:相较于双光子数测量,用奇偶态粒子数测量方案时,隐形传态的平均保重度有了较大提高.     

多晶硅发射极锗硅合金基区HBT理论模型

对多晶硅发射极锗硅合金基区ＨＢＴ提出了一个理论模型，认为在多晶硅发射区和锗硅合金基区间存在一界面层。通过计算机模拟得到界面层的厚度取适当值时有利于增益的提高，但应降低界面态密度；随着基区中锗含量ｘ的增大增益相应增大，但由于界面态的作用，当ｘ增加到一定值时增益的提高变缓。     

基于W态的代理型单服务器盲量子计算协议设计

三粒子W态与GHZ(Greenberger-Horne-Zeilinger)态相比具有较强的鲁棒性,根据这一特性并结合量子计算机未来的发展需求,提出了一种通过测量方式、利用三粒子W态的纠缠和坍缩性、并通过增加可信任中心的代理功能,来实现单服务器模式下盲量子计算的方案,协议主要是针对计算准备阶段来进行设计。协议执行过程中,可信任中心代理客户端完成与服务器之间的通信和数据发送任务,服务器无法获知客户端的属性信息。协议可以实现客户端完全经典,并且客户端可以不具有量子信道的访问能力,但与可信任中心之间需具有双向通信能力。协议具有结构简单、易于实现、执行步骤较少等特点。最后对提出的协议进行了安全性分析,协议具有无条件安全性。     

量子弱测量中的放大效应研究

目的研究量子弱测量过程中的信号放大极限,利用弱测量方案提高量子测量的精确度。方法采用理论推导获得仪器读数的上限,结合数值计算的方法对弱测量的放大效应进行验证。结果在弱耦合强度的条件下,通过选取合适的先选择态和后选择态,弱测量方案能大大提高仪器指针的读数。结论量子弱测量方案的放大效应能压制测量过程中的系统误差,从而大大提高测量精确度。     

未知单粒子态及其正交态的概率复制

提出了未知单粒子态及其正交态的概率复制方案:Victor是未知单粒子态的制备方,Alice和Charlie是发送方,Bob是未知态的接收方,且Alice,Bob,Charlie对未知态的信息一无所知.首先,Alice,Charlie,Bob之间进行量子隐形传态过程,使Bob获得未知态;接着,在Victor的帮助下,即Bob对单粒子进行测量,在Alice,Charlie处实现未知态或者其正交态的概率复制.     

硅量子点表面钝化的发光研究

通过第一性原理模拟计算发现，对硅量子点表面的钝化条件不同，引入的局域态也不同。我们分别用Si=0和Si-O-Si键对量子点表面进行钝化，在带隙中引入了局域态；而分别用Si—H和岛一OH键对量子点表面进行钝化，在带隙中没有引入任何局域态。结合硅量子点的制备实验和发光的检测，可以解释硅量子点在不同条件下的发光机理。