（HgS／CdS）nHgS线状超品格电子能带结构

建立了由两种不同材料构成的沿轴向的线状超晶格体系的薛定谔方程，并对(HgS／CdS)nHgS线状超晶格作具体计算，探讨了势阱和势垒宽度对电子能谱的影响。结果表明：沿轴向方向的线状超晶格系统的电子能谱存在能带结构，低能带的宽度要比高能带的宽度小；势阱宽度增大和势垒宽度减小会使带底的位置降低而带宽增大；圆柱半径在40^。A左右时，第一禁带宽度最大。     

层间作用和线度对多层球状纳米系统电子势能的影响

摘要：确立考虑层间作用情况下多层球状纳米系统的物理模型和电子势能满足的方程,应用格林函数法和傅立叶展开,求出系统的电子势能。分别以CdS/HgS/CdS封闭型和HgS/CdS/HgS开放型球状纳米系统为例,讨论了层间作用和线度对系统电子势能变化规律的影响。结果表明：与比不考虑层间作用的情况相比,层间作用的存在,使封闭型球系统的电子势垒平均高度有所降低,而开放型的电子势垒平均高度有所增高;层间作用愈大,电子势垒高度降低（或增高）得愈多,电子势能曲线起伏愈大。系统内核的线度愈大,电子势能曲线起伏愈小,电子势垒高度降低（或增高）得愈小,层间作用的影响也减小。     

GaAs/AlxGa1-xAs超晶格在周期性磁场中电子的能带结构

在有效质量理论近似下,采用磁Kronig-Penny势场,精确求解了GaAs/AlxGa1-xAs超晶格中的电子在周期性磁场中形成的能带结构.考虑不同方向上的周期性磁调制以及电调制的作用下三维电子的运动行为,发现电子不仅在z方向形成能带,而且在y方向也可以形成一些可允许的能带.同时详细讨论了电子能带结构的特点及其形成机制.     

Si/SiO_2和Si/SiN_x/SiO_2超晶格的能带结构

利用Kronig-Penney模型从理论上计算了Si/SiO2和Si/SiNx/SiO2多层膜结构中量子阱的能带结构,进一步分析了各亚层薄膜厚度对能带结构和有效质量的影响.结果发现,适当减少亚层的厚度都能使得纳米Si薄膜的带隙发生明显宽化.在Si/SiO2超晶格中,Si量子阱层带隙能量随着Si层厚度的变化符合EPL(eV)=1.6+0.7/d2关系,与我们的计算结果十分吻合.在Si/SiNx/SiO2超晶格系统中,可以通过控制各亚层厚度,尤其是Si和SiNx层厚度,均能够有效地控制发光.     

硅基超晶格Ⅵ(A)/Si6/SiO2/Si6/Ⅵ(A)的电子结构

硅的有效光发射是硅基光电器件研究的一个关键问题,因此一直受到广泛的关注.本文采用第一性原理对新的硅基材料Ⅵ(A)/Sim/SiO2/Sim/Ⅵ(A)(m=6,Ⅵ(A)=O,Se)的能带结构、态密度和电荷密度等进行了计算研究.通过改变掺入Ⅵ(A)族原子氧和硒的对比,分析了SiO2层、不同的Ⅵ(A)族原子以及它们与最近邻Si原子的相互作用对硅基材料电子性质的影响.研究表明,在局域密度近似(LDA)下,O/Si6/SiO2/Si6/O结构在X点存在准直接带隙的特征,而Se/Si6/SiO2/Si6/Se在Γ点存在很小的直接带隙.     

金属Fe/Cu超晶格的结构和磁性

用真空双源蒸镀法成功地制备了金属Fe/Cu磁性超晶格,对Fe/Cu超品格的结构和磁性进行了研究.在Fe/Cu超晶格中,Fe、Cu通过形变来实现共格匹配,其晶体结构与Fe、Cu层的厚度比有关.在Fe层较薄时出现fcc结构的Fe层,fcc Fe呈铁磁性但其磁性比bcc Fe弱.在Cu层厚度小于20时,近邻Fe层之间发生交换耦合,这种交换耦合解释为R、K、K、Y相互作用.     

Si/SiO2和Si/SiNx /SiO2超晶格的能带结构

利用Kronig-Penney模型从理论上计算了Si/SiO₂和Si/SiN_x/SiO₂多层膜结构中量子阱的能带结构, 进一步分析了各亚层薄膜厚度对能带结构和有效质量的影响.结果发现, 适当减少亚层的厚度都能使得纳米Si薄膜的带隙发生明显宽化. 在Si/SiO₂超晶格中, Si量子阱层带隙能量随着Si层厚度的变化符合E_PL(eV)=1.6+0.7/d²关系, 与我们的计算结果十分吻合. 在Si/SiN_x/SiO₂超晶格系统中, 可以通过控制各亚层厚度, 尤其是Si和SiN_x层厚度, 均能够有效地控制发光.     

Fe/Cr(001)超晶格层间耦合和自旋极化的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的平面波赝势法对Fe／Cr（001）起晶格的层间耦合和自旋极化进行了系统地研究．结果表明：理想Fe／Cr超晶格的层间耦合随反铁磁Cr层层数的增加呈短周期性振荡；在较稳定的结构中，整个Cr层都以较大的磁矩被极化，且极化程度受铁磁层原子数的影响较大．     

GaAs/AlxGa1-xAs超晶格束缚态电子能级结构的理论研究

我们运用Kronig-Penney模型,研究了GaAs/AlxGa1-xAs超晶格的束缚态电子能级结构、带宽,跃迁矩随超晶格的结构参量(阱宽、垒宽和Al组分)变化关系,以及子带能量色散关系.计算结果表明:影响光跃迁频率的最大因素是阱宽,随着阱宽的增加,光跃迁频率逐渐减小;影响带宽的较大因素是垒宽,随垒宽的增大,带宽逐渐减小;超晶格结构参量对跃迁矩的影响很小;随着Al组分的增加,光跃迁频率逐渐增大;第一子能带随波矢的变化不是很明显,第二子能带随波矢变化比较明显.这些将对实验测量和器件应用有一定的参考价值和指导意义.     

不同应变状态下超晶格InAs／GaAs的电子结构

采用内部求和空ｄ轨道处理下的线性丸盒轨道方法，对以ＩｎＡｓ为衬底和以ＧａＡｓ为衬底以及ＩｎＡｓ层和ＧａＡｓ层自由形变三种不同的应变状态下的超晶格（ＩｎＡｓ）ｎ／（ＧａＡｓ）ｎ（００ｌ），（ｎ＝１，２，３，４，５）的电子结构进行了全面的第一性原理计算，得出了其能带结构、带隙值及态密度分布，考察了各能隙随层厚的变化规律以及带隙的应变效应，所得结果与光致发光实验数据以及从头计算赝势方法对以ＧａＡｓ为衬底的单层超晶格（ＩｎＡ）１／（ＧａＡｓ）１的计算结果相一致．     

HgS/CdS/HgS球状纳米系统中电子能量与寿命的探讨

建立了球状HgS／Cd6／HgS纳米系统中电子状态满足的方程，找出并分析了相应态中电子的能级和寿命随系统几何尺寸的变化规律。     

温度对于交换作用下的能带劈裂的影响

晶体中电子之间交叠形成电子的能带．格点的电子之间具有交换作用时使能带劈裂成自旋上下的两个子能带．这样的系统是既具有电子巡游性又具有局域磁矩的系统．当两种自旋的跃迁积分不同时,上下两个能带的形状、宽度、峰高等不同．我们利用格林函数方法研究了温度对于此系统的能带的效应．随着温度升高,两个子能带不断靠近,磁化强度也就不断减小．在一定温度,两个子能带中心完全重合,磁化强度为零．两个子能带的裂距的变化与相交可定性地说明系统随温度的变化出现绝缘体、半导体、金属之间的转变．     

六韧带手性结构的能带特性

针对中低频段,基于周期结构的Bloch定理以及有限元理论,对六韧带手性胞元的频散特性进行了研究,得到了胞元的能带结构.同时分析了胞元的几何参数与节点填充材料对手性结构能带的影响.结果表明,当振动频率处于带隙范围内时,手性结构具有良好的衰减特性;几何参数对低频带隙有很大的影响,合适的参数可以使结构在特定频率出现带隙;而填充材料的加入可使结构在更低的频率产生带隙.这些研究结果将有助于指导手性结构在工程中的应用.     

二维椭圆柱散射体声子晶体带结构的计算

采用平面波展开法数值计算了二维椭圆柱散射体声子晶体的带结构,并与圆柱散射体声子晶体的带结构进行比较,发现利用椭圆柱散射体可以获得较大的声子带隙.     

基础隔震结构能量反应分析

对铅芯橡胶支座基础隔震结构进行了能量反应分析,研究了地震波峰值、基础隔震结构基本周期对结构总输入能量的影响,并对结构进行了耗能分析,表明随着地震波峰值的增大,结构的总输入能量增大,随着基础隔震结构基本周期的增大,结构的总输入能量减小;基础隔震结构总输入能量的85%左右被隔震系统耗散,使上部结构得到有效保护.     

暴雨系统不同尺度动能相互作用过程

选取一次梅雨期暴雨过程，对实测资料用Ｂａｒｎｅｓ尺度分离方法经自适应技术处理后，应用动能相互作用方程组，计算出雨区内对流层高、中、低各层次方程各项的时空平均值．就整层而言，天气尺度动能主要源和汇分别是产生项和水平输出，而中尺度系统则为对流正反馈和空气逆气压梯度运动所消耗的动能两者接近平衡，两种尺度流场和质量场之间相互作用所制造的动能向两种尺度系统转换．     

处于静电平衡状态导体上的电势与导体内部自由电子能态关系研究

讨论了热运动与导体内自由电子能态的关系和导体处于静电平衡状态时内部自由电子能态问题,认为,传统物理学中关于＂导体内自由电子的热运动能量＂是一种不确切的提法,实际上,电子把从外界吸收的热能转化成了在晶格势场中的电势能。证明了处于静电平衡状态的导体,其内部自由电子处于相同的能量状态,给出了等势体物理意义的说明。给出了一种测量导体内自由电子之间相互作用库仑斥力势能的一种方法。     

钛酸铅铁电体电子能带结构的第一性原理研究

采用第一性原理全势线性缀加平面波方法计算了铁电材料PbTiO3（PTo）的顺电相、铁电相的电子结构.计算表明PTO的顺电相是直接带隙,铁电相是间接带隙,对顺电相和铁电相的带隙起主要作用的是Ti的3d态和O的2p态,其大小分别为1.741 eV和1.877 eV.PTO由顺电相到铁电相时,有部分电荷从O转移到Pb和Ti,于是在O与Pb和Ti之间有一个更强的杂化,降低了原子间的短程排斥力,有利于铁电相的稳定.