由高斯型波函数计算GaAs量子点中电子-空穴与声学声子的耦合特性

在固态—空腔量子电动力学系统中,研究半导体量子点跟固体环境中声学声子耦合时,通常忽略压电耦合,仅考虑形变势耦合。针对GaAs量子点的不同尺寸(12 nm或24 nm),由高斯型波函数出发并考虑电子和空穴局域化长度差别(δl=l e-l h),计算并给出量子点跟声学声子两种耦合机制对应的声子谱函数,以及声子辅助量子点耦合空腔的散射率。结果发现δl/l e取值变化(0.1或0.2)时,对于小尺寸量子点,压电耦合跟形变势耦合相比都可以忽略;对于大尺寸量子点中,δl/l e取0.2时压电耦合跟形变势耦合相比就变得不能忽略。     

内建电场对纤锌矿InxGa1-xN/GaN单量子点光学特性的影响

利用有效质量近似和变分原理,考虑量子点的三维约束效应,对柱形量子点光学特性在有无内建电场时随量子点结构参数的变化进行研究.结果表明:内建电场对量子点的发光波长和激子基态振子强度等光学性质有重要的影响,其中量子点高度的变化对量子点光学特性的影响要比量子点半径的变化对量子点光学特性的影响更明显.     

两电子量子环的磁场效应

使用矩阵对角化方法,研究了磁场中两电子量子环自旋单态和三重态的电学和光学性质,发现磁场强度对两电子量子环的能谱和光吸收有强烈的影响.计算结果显示两电子量子环的光吸收系数可以达到107/m,这个结果要比两电子量子点高一个数量级.通过引入磁场和改变量子环半径可以获得较大的吸收系数.     

外电场作用下球形量子点的光学性质

在有效质量近似下,运用变分法研究了外电场作用下球形量子点GaN/Al_xGa_(1-x)N的光吸收系数,数值计算了基态和第一激发态的波函数和能级,获得了吸收系数随电场、组分、量子点尺寸以及光强的变化关系.结果表明,随电场强度和量子点尺寸的增加,总吸收系数曲线峰值的位置向长波方向移动,总吸收系数曲线峰值降低;随着Al组分的增加吸收峰发生蓝移,总吸收系数峰值升高;总吸收系数随着光强的增加吸收峰值降低.     

Si(111)表面上Ge量子点的理论研究

采用DFTB+计算方法对在Si(111)表面上三种不同形状的Ge量子点结构(六边形岛状量子点、条形岛状量子点以及光栅形量子点)进行结构优化,并采用CASTEP对结构的能量及光学性质进行计算。对这几类Ge量子点表面纳米结构的光学性质(介电函数、光吸收、复折射率、反射率)进行深入分析,经过比较后会发现这三种结构中光吸收能力最好的结构是条形岛状量子点纳米结构。     

量子点中的非弹性输运

采用非平衡格林函数的方法来对耦合在两电极间的量子点在外场作用下的输运性质进行研究.在考虑量子点内局域振动的情况下,适当的应用正则变换和绝热近似得到了谱函数和电流的表达式.结合数值方法分析得出电声子作用在外场下使谱函数和电流呈周期性变化而且变化频率为场变化频率的两倍.     

Majorana束缚态对正常金属/三量子点/超导结构输运性质的影响

正常金属/量子点/超导结构可以产生Andreev反射现象,如果在量子点上耦合Majorana束缚态(MBSs),其Andreev反射电导将发生特殊的变化,因而可用于探测MBSs.研究了MBSs对连接在正常金属和超导体之间的线型三量子点输运性质的影响,发现零费米能处的Andreev反射电导在不考虑MBSs之间的耦合时始终等于0.5G₀(G₀=2e²/h),不受量子点能级、量子点间耦合强度、量子点与电极之间耦合强度的影响,具有明显的鲁棒性.     

含裂纹的功能梯度压电带反平面动态冲击问题研究

研究功能梯度压电带的反平面动态裂纹问题.假设功能梯度压电材料的材料性质沿其厚度方向按指数函数变化,考虑在非渗透型边界条件下,运用Laplace和Fourier变换,将混合边值问题转化为Laplace变换频域里的奇异积分方程,然后利用Laplace逆变换的数值方法求出动态应力强度因子和电位移强度因子.讨论载荷耦合参数、材料分布形式和裂纹位置等因素对断裂行为的影响.数值计算结果对压电材料的设计及应用有参考价值.     

功能梯度压电带粘接功能梯度压电材料裂纹问题

研究一功能梯度压电带粘接到一不同的功能梯度压电材料上的反平面裂纹问题.假设功能梯度压电带包含一裂纹垂直于界面,其材料性质沿着裂纹方向变化.分别考虑不可渗透型裂纹边界条件和可渗透型裂纹边界条件,运用Fourier变换-奇异积分方程方法对问题进行了求解.数值结果以图表的形式显示裂纹几何性、非均匀材料参数β和γ对应力和电位移强度因子以及能量释放率的影响.     

特殊多量子点分子中的电导率及赛贝克效应

研究与两个普通金属电极相连并同时与三个量子点分子耦合的单个量子点中电导率性质和热电效应.结果发现当三个量子点分子的能级都相同时,单个量子点中电导率几乎不受二者之间耦合强度的影响,但赛贝克效应的品质因数(Figure of merit)却随着耦合强度的增大明显增大.如果量子点分子中的能级不同,单个量子点的电导率尖峰会因为量子干涉效应而发生分裂,并导致赛贝克效应的加强,其品质因数的值可以达到20左右,远远超过体材料的最佳值.     

倾斜磁场中各向异性抛物量子盘的光吸收特性

从理论上研究了倾斜磁场中具有各向异性抛物量子盘的光吸收特性。利用有效质量近似,通过求解量子盘的哈密顿量,得到了量子盘的能级,通过使用密度矩阵理论和迭代法,给出了系统的总光吸收系数。结果表明系统沿x方向上受限势频率ω_x、参数η以及磁场倾角θ的变化均会对量子盘的光吸收系数产生明显影响。此外,在一定范围内当受限势频率ω_x、磁场倾角θ增大时,总光吸收系数的共振峰位置会向入射光子能量高的区域移动。     

与二维电子气耦合的双量子点中的自旋极化输运

研究磁场作用下与左右两个二维电子气耦合的双量子点系统中的自旋极化输运过程.结果发现当两个量子点靠近时,电导中会出现Dicke效应导致的不对称尖峰.随着量子点间的距离增大,Dicke尖峰变宽并向低能级方向移动.当磁场只施加在二维电子气中时,量子点中的电导是自旋无极化的;但是当量子点的能级发生塞曼分裂时,电导中自旋朝上和朝下电导的尖峰在能量空间向相反方向移动,但保持大小不变.计算结果还发现两个量子点能级的差会在电导的Dicke尖峰附近产生额外的谷,并降低尖峰的高度.所研究的结构有望用于自旋过滤或分离装置.     

XXX模型在与时间有关的任意外场下量子态的纠缠测度

基于代数动力学和纠缠测度的基本概念,研究了时间相关的任意外场驱动的海森堡XXX-模型下的双量子比特纠缠态随时间演化的性质.可以证明,纠缠测度仅仅由耦合常量和外场的强度决定的.通过进一步研究发现,在任意恒定外场的驱动下,热域纠缠测度是一个 与耦合常量J,温度T以及外场大小有关的函数.     

导带弯曲对球形量子点光学性质的影响及压力效应

在有效质量近似下,采用三角势近似异质结界面处导带弯曲,并计及流体静压力效应,利用变分原理研究了有限高势垒GaN/AlxCa1-xN球形量子点杂质态一阶线性和三阶非线性光吸收系数随着电子面密度及流体静压力的变化关系.数值计算结果指出,随电子面密度的增加,吸收系数峰值的位置向短波方向移动(即蓝移),且一阶线性吸收峰随之增高,三阶非线性吸收峰随之降低;随压力的增加,吸收系数峰值的位置先向长波方向移动(红移),然后向短波方向移动(蓝移),且一阶线性吸收峰随之降低,三阶非线性吸收峰随之升高.结果表明,压力效应是明显的,导带弯曲效应是不可忽略的.     

量子点输运系统中电子的等待时间分布

基于散射理论和紧束缚模型研究了单能级量子点连接两个导线时电子的等待时间分布,讨论了偏压、通道数、温度对等待时间分布的影响。当量子点能级与电极费米面对齐时,等待时间分布不依赖于偏压。当量子点能级偏离了费米面时,分布函数的峰值随着偏压增加而增加,等待时间分布向短时方向移动。对于双通道量子点系统,零等待时间时等待时间分布不为零,而且随着量子点能级偏离费米面,零等待时间时等待时间分布概率降低。随着左导线所加温度降低等待时间分布的极大值向长时间方向移动,而且最大分布概率略有降低,但温度的影响主要是在最大分布概率附近,对长时概率分布影响较小。     

外场中具有长程相互作用S-1/2 XXZ双链的量子相变

采用平均场Jordan-Wigner变换分析方法,研究外场中且具有Z方向均匀长程相互作用自旋-1/2XXZ双链的量子相变,得到了系统格点的亥姆赫兹自由能、格点磁化强度等热力学量的解析表达式及其数值解.数值结果与其他文献的结果相符.     

自旋对量子线中弱耦合磁极化子性质的影响

采用线性组合算符和幺正变换方法研究了量子线中弱耦合磁极化子的性质。得到了考虑自旋影响时量子线中弱耦合磁极化子的基态能量,并进行了数值计算。结果表明：考虑自旋影响时,量子线中磁极化子的基态能量分裂成两个分支。磁极化子基态能量随量子线束缚强度的增大而增大,随耦合强度的增大而减小。自旋对磁极化子基态能量的影响不能忽略。     

双量子点系统中热压作用下的自旋过滤效应

研究与两个金属电极耦合的顺序连接双量子点系统中热压作用下的自旋极化电流.在震荡磁场的作用下,两个量子点之间的耦合强度变得和自旋有关,并对电流的强度和共振峰产生影响.在量子点内库伦相互作用为零时,随着两个量子点中不同自旋方向电子耦合强度差值的增大,自旋朝上的电流出现明显的双峰结构,而自旋朝下电流保持单峰结构,并且强度变弱,使得电流的自旋极化率增大,产生理想的自旋过滤效果.这种现象在器件两端的温度差较小的条件下也能够出现,是设计灵敏、低能耗的热自旋电子学器件的理想情况.量子点内的库伦相互作用会使得电流的峰产生进一步的分裂,从而在更多的量子点能级处出现一种自旋方向的电流为峰值,而一种自旋方向的电流为极小值的情况.通过调整量子点间自旋相关的耦合强度的符号,可以控制能够隧穿通过结构的电子的自旋方向.     

量子点光跃迁性质的研究

针对半导体量子点中电子的光跃迁性质进行了研究 ,建立起盘形量子点模型 ,具体分析了该模型的电子结构和电子态 .讨论了光场作用下 ,量子点中电子的跃迁几率、跃迁频率、选择定则和能级结构 ,并给出了吸收系数α的解析表达式和相应的吸收曲线 .最后 ,还讨论了量子点光跃迁性质对尺寸的依赖性以及此模型的一维、二维过渡 .结果表明 ,当束缚增强 ,能级随半径变小而增高 ,能级差变大 ;而且 ,吸收峰随尺寸减小向短波方向移动 ,即发生蓝移     

带粘结层智能结构压电作动器的修正点力模型

在有压电应变作动器的具有振动主动控制功能的智能杆梁结构中,考虑了粘结层的影响,并且假设应变沿各层的厚度方向为线性分布.对Crawley-Luis与Euler-Bernoulli所建立的压电作动器点力模型进行了修正,提出了一种更具一般性的诱导应变作动器的点力模型,分别导出了双面对称粘贴和单面粘贴压电作动器时的修正点力模型的计算公式.并进行了计算机仿真研究,表明了修正模型的合理性.修正点力模型更具一般性,这对设计压电智能结构具有指导意义.