（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。     

单层石墨烯多势垒结构中的输运及能谱特性

利用传递矩阵的方法研究了单层石墨烯中势垒个数N=1、3、5、7、9、11时,等高方形势垒和对称的阶跃势垒结构中电子的隧穿几率和电导.通过周期性势垒中的能带结构对载流子隧穿特性进行分析.结果表明,在多势垒结构中,仍存在Klein隧穿效应.单层石墨烯的隧穿几率和电导依赖于势垒高度、势垒宽度、入射能量和入射角度,还受到势垒形状的影响.能带结构中显示有能级分布的区域表明势垒和势阱间载流子状态匹配,出现隧穿共振,在载流子隧穿谱中对应地体现.相应的在多势垒结构中,可以通过调节势垒结构参数来控制单层石墨烯的电导.     

施加电场的单量子阱中束缚态的能级

超晶格由2种不同晶体材料交替生长的具有周期性结构的多层薄膜构成,2种材料的势垒-势阱结构就是量子阱.通过理想的无限深势阱模型,讨论了施加电场作用的超晶格中单量子阱束缚态的能级结构和态密度,得到了体系的本征能量与本征函数.分析表明:沿超晶格生长方向能量量子化,量子化能量构成了一系列子能带(微带);在电场作用下,超晶格量子阱能级向低能方向移动,施加电场不影响超晶格量子阱子能带的电子态密度.     

层间互作用势对HgS/CdS柱状超晶格电子能带结构的影响

给出了柱状超晶格层间互作用势随径向的变化关系,用微扰法求出了考虑层间互作用情况下HgS/CdS柱状超晶格电子能带结构,讨论了层间相互作用对电子能带结构的影响.结果表明:考虑层间相互作用后HgS/CdS柱状超晶格中电子仍具有能带结构,且能带宽度随势垒宽度的减小而增大,而禁带宽度则相反.内层介质半径增大时,能带宽度将增大,而禁带宽度将减小;层间作用的存在使能带结构向上移动,而带宽稍有增大,禁带宽度稍有减小.     

超晶格量子阱中束缚态的能级结构

超晶格是指由两种不同晶体材料交替生长的具有周期性结构的多层薄膜,两种材料的"势垒-势阱"结构就是量子阱.通过使用理想的无限深势阱模型和三角势阱模型,讨论了超晶格中单量子阱束缚态的能级结构和态密度,得到了体系的本征能量与本征函数的表达式.沿超晶格生长方向能量量子化,量子化能量构成了一系列子能带(微带),体系电子态密度与能量无关.     

浅析超晶格结构增强掺杂效果的机理

近年来随着各种新型外延技术的发展和超晶格理论研究的不断完善,利用超晶格结构人为的对材料的能带进行控制和调整成为了可能。本文简单介绍了超晶格材料以及超晶格结构的几种特殊效应。并重点对超晶格结构掺杂机理进行了分析和探讨。     

InAs／GaAs应变异质界面能带排列的极端应变效应

建议用一种基于超晶格自洽超原胞计算的形变势方法来确定ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ应变异质界面的能带排列情况。该方法全面考虑了界面电荷、弹性应变以及自旋－轨道耦合等因素对能带排列的影响。结果表明，ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ异质界面的能带排列具有极端显著的应变效应，通过人工控制其平面内晶格常数（可由选择不同的衬底来实现），可使其成为Ⅰ型，Ⅱ型超晶格或金属。此应变效应主要来源于单轴应力及其与自旋－轨道分裂的耦合，而流体静压和界面电荷的作用则相对很小．本文对以ＧａＡｓ为衬底情况下的计算结果与Ｘ射线光发射实验数据相一致。     

二元超晶格弹性应力的能带理论计算

根据量子能带理论，采用经验赝势方法，对（Ｐｂ２）ｎ／（Ｂｉ）ｎ，（Ａｌ）ｎ／（Ａｓ）ｎ的假想简立方二元超晶格结构的弹性应力进行了计算，结果表明弹性应力随超晶格周期λ的增加而迅速升高至一定大小后趋于稳定，且只有在周期较小时才同时过渡金氮化物超晶格硬度随周期的变化的趋势定性一致，为超晶格硬度随周期的变化提供了一种可能的解释。     

交-直流势驱动下的应力石墨烯势垒中Dirac粒子的隧穿

研究了应力作用下单层石墨烯在含时电势垒中Dirac粒子的隧穿.通过改变势垒中交流势垒的强度、粒子的入射角、沿zigzag或armchair方向施加的应力等详细探讨了Dirac粒子经由中心带和边带的透射率.用数值计算证明了垂直入射时Klein遂穿是通过Dirac粒子经由各个边带的透射率的迭加而完全穿过受应力作用和交-直流势驱动下的势垒.一般情况下,增加交流势垒的强度会对透射产生抑制,但是,沿zigzag方向施加应力有利于Dirac粒子经由边带的透射而抑制经由中心带的透射.     

光子石墨烯微波传输特性的实验研究

对于蜂窝晶格的光子石墨烯,在布里渊区边界存在简并的点叫做狄拉克点。在狄拉克点附近有很多新奇的物理现象。而在三角晶格光子石墨烯的能带结构中,布里渊区边界拐点存在一个简并点,但它不同于狄拉克点,因为在这个简并点的频率对应两个不同的波矢。在光子晶体微波实验平台研究了这个简并点的微波传输特性。发现不同宽度的波束通过三角晶格的光子石墨烯后,其透射率展示出不同的特性,当入射波束较窄的时候,其传输特性类似赝扩散的行为,并进一步分析这种现象的物理机理。这些研究有助于人们更好的理解二维光子石墨烯,为光子石墨烯集成光学器件方面提供理论和实验依据。     

表面超晶格在电场下的子带结构和带间光跃迁

本文着重研究了表面超晶格，即二维调制电子气在外加电场下的子能带结构．计算结果表明，对于本文研究的一种特殊构型的表面超晶格，由外加调制结构引起的子能带带隙，态密度和与子能带带间光跃迁相联系的光学吸收峰都会随着电场的变化而发生显著的变化．     

扶手椅型石墨烯纳米带边缘的硼掺杂

利用第一性原理研究了2种边缘掺杂硼方式的扶手椅型石墨烯纳米带。结果表明:硼掺杂使得沿纳米带方向的晶格常数发生改变,并且在能带隙中出现新的能带。对于原胞中添加4个硼原子的掺杂方式(B1-7AGNR),沿纳米带方向的晶格常数有所增加,在带隙中出现了4条能带,其中2条能带来自于硼的2pz轨道,其余2条能带主要来自于硼的2px和2py轨道。对于原胞中添加2个硼原子的掺杂方式(B2-7AGNR),沿纳米带方向的晶格常数有所减小,在带隙中出现了2条能带,其来自于硼的2pz轨道。     

石墨烯吸附有机分子硝基苯性质的第一性原理研究

基于量子力学的第一性原理,我们计算了石墨烯吸附有机分子硝基苯的特性.在吸附体系中,吸附分子平面平行于石墨烯衬底时吸附能最大,同时此吸附导致衬底晶格微弱的膨胀.吸附分子平面垂直石墨烯吸附时,吸附能较小,且衬底晶格有微弱的收缩.由于硝基和石墨烯之间较强的相互作用,吸附结构的能带中出现明显的掺杂态.这说明了石墨烯可以作为有机分子硝基苯的化学传感器件之一.     

晶格失配对超晶格法向导热系数影响的分子动力学模拟

采用非平衡态分子动力学方法模拟了超晶格的法向导热系数随周期长度的变化关系.模拟结果表明,在晶格匹配的超晶格中,当周期长度同声子平均自由程相当时,超晶格导热系数将出现最小值.而对于具有4%晶格失配的超晶格模拟结果却表明,超晶格导热系数随周期长度的增大而单调上升.这一研究结果表明,材料的晶格失配是大多数实验研究中没有发现超晶格最小导热系数的主要原因.     

光子石墨烯中光传输特性的研究

光子石墨烯与电子石墨烯有相同的微结构,是具有三角晶格的二维光子晶体,其能带结构中存在中心奇异点,称为狄拉克点。这种狄拉克准粒子的存在导致了一种新的传输状态"赝扩散"。利用共面接地波导实现了单方向性窄的波束通过二维光子晶体。利用数值仿真的方法验证了"赝扩散"的传输特性。实验结果表明,对于二维光子晶体有些能带是不能被激发的。     

扶手椅型石墨烯纳米带(AGNRs)电子结构的应力调控

当单轴拉伸应变沿扶手椅型石墨烯纳米带的扶手椅边沿时,利用静力学方法建立石墨烯纳米带的键角、键长与应力的解析关系;利用紧束缚方法对扶手椅边石墨烯纳米带的能带与能隙及应力的关系进行解析计算.研究结果表明:微小应变会导致纳米条带的能带宽度发生变化,并打开金属型扶手椅石墨烯纳米带能隙,费米能级附近的半导体型扶手椅石墨烯纳米带的能隙宽度也相应地发生改变;能隙随应变呈线性的周期变化,并且表现出明显的震荡现象;可达到的最大能隙随应力增大有所增大,随条带横向原子数m增大而减小.     

自旋扭曲光晶格中的玻色-爱因斯坦凝聚体

研究了自旋依赖双层方形光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein condensates,BEC)的基态特征.双层晶格间的相对扭曲角度和层间耦合强度是影响超冷原子密度分布的重要可调参数.当光晶格的最低能带呈单阱色散时,超冷原子在莫尔晶格(Moire lattice)中的局域化受扭曲角度、层间耦合强度、原子数和晶格深度等的影响;当光晶格的最低能带呈双阱色散时,光晶格的扭曲可导致2个自旋态的反向扭曲,随着层间耦合强度的增加,2个扭曲的自旋态逐渐重合.该研究工作有助于深入探索扭曲光晶格超冷原子中的新奇量子效应.     

基于一维光子晶体超晶格的多通道滤波器

利用传输矩阵方法,研究了由两种具有特定散射关系的一维光子晶体交替排列所形成的一维光子晶体超晶格的光学特性,讨论了势垒宽度,势阱宽度及势阱数目对其的影响.计算结果表明,通过改变超晶格的结构,可以调节在光子禁带中透射带的数目、透射带中透射峰的数目,并且这些透射峰都具有很高的品质因子.这种光子晶体超晶格结构有望作为多通道滤波器在密集波分复用系统及集成光学系统中获得应用.     

五层复合基超晶格电子结构及解析表示

本文研究了具有任意五层复合基超晶格的电子结构，给出了任意Ｋ值的电子子能带方程和包络波函数的解析表示式，比文献（１）－（４）的结果更加普遍和实用，从而为对复合基超晶格物理性研究，提出了一种更加普遍的理论形式。     

Si基光子材料的研究进展

评述了研究开发Si基光子材料的意义，简述了超晶格、能带工程和Si基层质结构的物理机制，介绍了Si基光子材料研究的进展。