闪锌矿结构BN，AIN和GaN的介电和动力学性质的第一性原理计算

用从头计算第一性原理赝势方法对闪锌矿结构BN,AlN和GaN的电子结构、介电和动力学性质进行了计算．用密度泛函理论赝势平面波方法计算了这些材料的平衡晶格常数、体弹模量和带隙．基于密度函数扰动理论的线性响应方法计算了它们的玻恩有效电荷,高频介电常数和原子力常数．原子力常数为在全布里渊区插入动力学矩阵是很有帮助的,通过利用原子力常数插入动力学矩阵得到了几个高对称性方向的声子频率．讨论了闪锌矿结构BN,AlN和GaN之间的介电和动力学性质差异,同时与其他理论计算和实验结果作了比较．总的来说,结果与其他理论和实验值比较一致．     

半导体双势垒结构界面光学声子模及其与电子的耦合

采用宏观连续介质模型研究了极性半导体双势垒结构中界面光学声子模．计算了界面光学声子的色散关系和声子势;给出了电子－界面光学声子相互作用哈密顿量．对ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ材料进行了数值计算和讨论     

MgB2薄膜的超导电性

采用平面波赝势方法计算了MgB2超导薄膜的电子结构.结果发现,表面层B(S)在费米能级处的态密度显著增强.在线性响应的密度泛函微扰理论框架下计算了MgB2薄膜的动力学性质及电-声子相互作用,分析了MgB2超导薄膜在Γ点的振动模的频率.结果发现,MgB2薄膜中的声子存在软化现象,并且声子的软化提高了电-声子相互作用,从而增强了薄膜的超导电性.     

石墨烯电子结构和声子谱的第一性原理计算研究

基于密度泛函理论和密度泛函微扰理论框架,采用模守恒赝势和局域密度泛函近似,计算石墨烯的电子结构和声子谱.发现石墨烯是一带隙为零的半导体,在Dirac点附近的态密度来源于C原子pz轨道;掺杂后第一布里渊区的费米面由位于Dirac点处的点变为围绕Dirac点的弧形,与角分辨光电子谱实验所得到的掺杂情况下的费米面相符.声子谱计算结果表明,石墨烯布里渊区中心的声子谱有三个光学支和三个声学支,计算得到的具有拉曼活性的声子频率与拉曼光谱实验结果相近.     

Mg2Si同质异相体的平衡结构、状态方程和声子谱研究

在第一原理框架下,采用赝势平面波方法计算研究了Mg2Si晶体的晶胞常数、状态方程和声子谱等性质,得到的晶胞常数与实验值和前人的计算值是一致的.研究发现,反萤石结构Mg2Si,反氯铅矿结构Mg2Si和Ni2In型Mg2Si分别在压强为0～6 GPa,7.5～20.2 GPa和21.9～40 GPa范围内能够保持结构稳定.三种Mg2Si同质异相体的稳定性由高到低应该是:反萤石结构Mg2Si>反氯铅矿结构Mg2Si>Ni2In型Mg2Si.利用晶格动力学方法计算了三种同质异相体的声子谱.     

磁场中的强耦合表面极化子

应用变分法系统研究了电子和表面光学声子间的强相互作用，同时考虑了电子和体纵光学声子间的弱相互作用，给出了电子、声子间的基态和激发态的相互作用能．数值计算表明，电子和晶体表面的距离增大，体相互作用诱导势增大，而表面相互作用势减少；同时外磁场的作用可增大这两种相互作用的强度．     

强耦合束缚极化子的速率对量子点中声子平均数的影响

采用改进的线性组合算符和幺正变换方法，研究量子点中强耦合束缚极化子的速率对声子平均数的影响，导出了强耦合情况下束缚极化子的声子平均数．结果表明，声子平均数随极化子的速率、库仑束缚势和电子-LO声子耦合常数的增加而增大．     

量子线中弱耦合束缚极化子的性质

采用改进的线性组合算符和幺正变换方法研究了库仑场对抛物量子线中弱耦合极化子性质的影响.计算了抛物量子线中弱耦合束缚极化子的基态能量、振动频率和声子平均数.讨论了这些量对库仑束缚势和约束强度的依赖关系.数值结果表明:量子线中弱耦合极化子的基态能量随库仑束缚势的增加而减少,随约束强度的增加而增大;振动频率随库仑束缚势的增加而增加,随约束强度的增加而增大;声子平均数随着约束强度的增加而增加,随库仑束缚势的增加而减少.     

抛物阱中的束缚极化子

利用变分法研究了抛物量子阱中束缚极化子的极化势、基态能量和能量移动，讨论了抛物量子阱中体纵光学(LO)声子和界面纵光学(IO)声子的影响．研究结果表明，对于杂质位于阱中心的情况，当阱很宽时，可以只考虑LO声子的作用；当阱很窄时，必须同时考虑LO声子和IO声子的影响，而且IO声子的作用更重要．     

有限量子阱中界面声子和体声子对磁性极化子的影响

在弱磁场条件下研究有限量子阱中磁性极化子特性．能级计算中包括了４ 支界面声子、定域体声子和势垒体声子．同时,考虑了导带非抛物性对能级和回旋质量的影响,给出量子阱 Ｇａ Ａｓ／ Ａｌ０ ．３６ Ｇａ０ ．６４ Ａｓ 中体声子和界面声子对能级和回旋质量贡献的数值结果,并进行讨论．研究发现,在弱磁场条件下狭窄量子阱中势垒体声子和界面声子的贡献比较大,而在宽量子阱中定域体声子的贡献大．磁性极化子回旋质量随磁场 Ｂ 增大而增大,若考虑导带非抛物性修正,所得结果与实验结果基本一致．     

基于第一性原理的Mg2Sn和Mg2Ge半导体热力学性质研究

目的 计算Mg2Sn和Mg2Ge半导体热力学性质.方法 采用基于第一性原理的赝势平面波方法.结果 计算了Mg2Sn和Mg2Ge的等容比热、德拜温度等热力学性质并确定了声子色散曲线,计算结果可以和实验值很好的符合.结论 采用第一性原理研究材料的宏观和微观性质是合理可信的计算方法.     

温度对激光场引起的纳米管声子增益影响

讨论了强激光场下单壁纳米管的声子增益效应. 采用含时微扰方法计算了不同温度下声子占据数随时间的变化率(声子增益系数). 计算结果表明,在强激光场下纳米管中的声子占据数随时间非线性增加,增益系数与温度和激光场强都有关系. 随着温度升高,声子增益系数迅速减小;在确定的温度情况下,激光场强越强,声子增益效应越明显,并对这个现象给出了合理的物理解释.     

面心立方金属对称和非对称方向的声子谱

依据晶格动力学理论,采用改进分析型嵌入原子法(Modified Analytic Embedded AtomMethod,MAEAM),沿Brillouin区中的4个对称方向和4个非对称方向,计算了面心立方金属Al、Ni、Rh、Ir、Pd、Pt、Pb的声子谱.结果表明,除Rh、Ir和Pb误差稍大外,其余理论计算结果与实验符合很好,预示着非对称方向计算值的正确性.同时表明MAEAM能够用来描述面心立方(FaceCenter Cubic,FCC)金属晶体原子间的多体相互作用,但是还需要改进和提高.沿着相同方向,FCC金属的声子谱曲线相似,频率依次沿Al、Ni、Rh、Ir、Pd、Pt、Pb的顺序降低,这是由于它们的原子质量与结合能的比值依次降低的缘故.     

极性膜中的中耦合极化子

采用微扰法在同时计及ＬＯ声子和ＳＯ声子的作用下，计算了极性膜的中耦合自由极化子的自能和有效质量。计算结果准确地考虑了电子在反冲效应中发射的虚声子间的相互作用。     

极性半导体异质界面上二维激子的极化子效应

计及电子－声子耦合计算了局域在极性－极性半导体异质结上的激子的结合能，得到了两支界面光学声子模对结合能的贡献．结果表明：对于重空穴激子结合能，界面声子起着重要作用，且两支界面声子模的贡献是可比拟的．对于ＧａＡｓ／ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ体系，讨论了构成异质结的混晶组份对结合能的影响．     

基于C42+分子的Tt2系统的频率约化矩阵计算

利用群论和微扰论计算了C42+分子的T?t2系统在其4个具有C3v对称性势阱中的频率约化矩阵。文中首先探讨了任意的杨-泰勒系统的频率约化矩阵及其计算方法,随后借助Mathematica程序求出了T?t2系统在其4个对称性势阱中的频率约化矩阵,最后利用群论进一步分析了系统的振动频率分解与各向异性现象。结果表明,系统的杨-泰勒畸变导致系统的三重简并振动模式t2的振动频率发生了分解,而系统的频率分解就意味着系统的各向同性遭到破坏而呈现出各向异性现象。     

有限单量子阱结构中电子—界面光学声子相互作用

本文给出了有限单量子阱结构中电子与有（界）面光学声子相互作用的类弗留里希哈密顿算符，电子－声子耦合函数被计算和讨论。     

Polar Optical Vibration Modes in Semiconductor Superlattices

ＰｏｌａｒＯｐｔｉｃａｌＶｉｂｒａｔｉｏｎＭｏｄｅｓｉｎＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＳｕｐｅｒｌａｔｉｃｅｓＫｕｎＨｕａｎｇ，Ｂａｎｇ－ｆｅｎＺｈｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓＰ．...     

电子—声子相互作用非对称双势垒共振隧穿的影响

理论研究了非对称双势垒结构中光学声子发射率和光学声子辅助隧穿电流。对A│xGa1-xAs/GaAs/AlyGa1-yAs结构作了数值计算,得到对声子辅助隧穿实验电流峰的一种新的理论上的合理辨认。对宽量子阱理论上只有一个声子辅助峰,且接近阱内LO声子的能量。发现界面光学（IO）声子辅助隧穿是主要的。理论结果能正确解释实验。