一维纳米体系的电子结构

建立了一维纳米随机链模型,在计及近邻、次近邻相互作用情况下,采用新的方法计算了链长从1×104～1×105个原子系统的电子本征值和本征矢.针对晶界原子畸变和晶粒大小等物理量,讨论了一维纳米体系的电子结构.研究结果表明,晶界原子畸变和晶粒尺寸对其电子结构有重要影响.由于晶界原子对电子的散射作用,电子波函数出现局域化.晶界原子畸变越大,晶粒尺寸越小,散射作用越明显.晶界原子畸变参数W由0.2增加到1时,电子波函数由扩展态变为局域态;晶粒尺寸变小时,电子波函数对称性变差,电子趋向局域分布.随着晶界原子畸变程度的增大和晶粒尺寸的减小,局域化程度不断加强.     

聚噻吩(PT)的基态及极化子和双极化子激发态

通过对 C—S—C 重整化,提出了聚噻吩的一维紧束缚模型,并对其基态,极化子和双极化子激发态进行了数值计算,得到了一个双极化子比两个单极化子更容易激发的结论,在能带中除发现带隙内的两个极化子定域能级外,还发现导带和价带都要发生二劈裂,且极化子的存在使得带边上出现浅能级,它们对应的电子态均是定域的。计算还发现,S 原子的存在使得电子—空穴对称性遭到了破坏。     

压力对固体氩中杂质钠原子吸收光谱的影响

利用等温等压系综Monte Carlo方法, 在低温下(T = 10 K)研究了压力的变化(0~2.4 GPa)对固氩掺钠体系中杂质钠原子吸收光谱的影响. 对于替代数为n_v = 1和2两种掺杂体系, 压力的增加都没有改变钠原子俘获点周围的局域对称性, 只是减小了钠氩、氩氩之间的距离, 使得体系更加致密. 但压力的增大导致了钠原子的吸收谱逐渐变宽, 峰位以及质心谱移向低能方向移动, 即出现红移. 对局域结构属于高对称俘获点n_v =1的掺杂体系, 在较低压力下, 吸收谱为高对称三体线形. 随着压力的增加, 吸收谱开始变宽并移动, 吸收谱重叠成单峰形状. 对局域结构属于低对称性俘获点n_v =2的掺杂体系, 在较低压力下, 吸收谱为单峰加双峰的吸收线形. 随着压力的增大, 单双峰之间的劈裂增大, 双峰重合成单峰形状.     

不同的初始态对氢原子高次谐波的影响

采用二阶劈裂算子算法,数值求解了超短脉冲强激光场中一维模型氢原子的含时演化过程,得到了氢原子初始位于不同态时对应的电离率和高次谐波谱.结果显示当初始态为基态时,电离率总体不太大,高次谐波谱具有典型的“平台”和“截止”特征;而当初始态是激发态时,原子会被激光场迅速电离,谱线变得非常不明显.     

TM-Zn金属间化合物结构稳定性的第一性原理研究

基于能带结构,提出Jahn-Teller效应的诱发条件.基于声子色散曲线,揭示晶格动态稳定性和简并振动模式产生劈裂的物理特征.基于电子局域化函数和束缚能,揭示原子成键特性.结果表明,TM-Zn(TM=Ni,Pd,Pt,Cu,Ag,Au)金属间化合物发生立方到四方的相变变形过程中,结构保持稳定.     

汞原子较高激发态的观测

汞原子处于激发态时,有4种能级状态,只有63P1第一激发态容易观测,而较高激发态则不易观测本文介绍汞原子较高激发态的观测的实验方法.现象明显,效果很好.     

汞原子较高激发态的观测

汞原子处于激发态时,有4种能级状态,只有63P1第一激发态容易观测,而较高激发态则不易观测,本文介绍汞原子较高激发态的观测的实验方法.现象明显,效果很好.     

相对论平均场理论关于赝自旋对称性的研究(英文)

相对论平均场理论被应用于检查208Pb的赝自旋对称性.通过相对论平均场计算提取的赝自旋伙伴态的波函数劈裂,研究不同介子场和光子场对赝自旋对称性的影响.结果表明:赝自旋波函数劈裂随着σ介子场强度的增加而增大,随着ω介子场强度的增加而减小.相比于σ和ω介子场,ρ介子场和光子场仅对赝自旋劈裂起着微弱的影响,σ和ω介子场对赝自旋对称性起主导作用,赝自旋劈裂主要来源于σ和ω介子场的竞争.     

半导体结构束缚下各向异性施主杂质中的混沌

研究了各向异性施主杂质态和半导体结构束缚下,各向异性施主杂质态中电子运动的经典行为.研究发现:由于对称性发生了破缺,电子在原子附近的运动呈现了混沌特性.在半导体结构的作用下,原子附近的轨道在很短时间看有近似的规律,但长时间观察,运动仍是混沌的.如果体系的能量很大,电子逃离到离原子很远处,此时半导体结构开始起主导作用,混沌行为逐渐消失.根据计算结果和量子混沌理论可以定性地了解该模型高激发态的一些性质.     

三能级原子-场系统中原子的偶极平方压缩

研究了三能级原子与单模辐射真空场相互作用中原子的偶极平方压缩效应.运用数值计算方法讨论了辐射场与原子的2种耦合常数的相对大小以及原子的初始相干性对原子偶极平方压缩的影响.研究结果表明若初始原子处于基态或最高激发态,则相互作用系统在演化过程中不会出现原子的偶极平方压缩效应;当初始原子处于基态与最高激发态的相干叠加态时,系统在演化过程中可出现原子偶极平方压缩效应;原子偶极平方压缩的深度由反映初始原子相干性的位相因子决定;在其他条件一定时,若初始原子处于最高激发态的几率为1/4而处于基态的几率为3/4,则原子可呈现最佳偶极平方压缩效应;当辐射场与原子的2种跃迁耦合常数均不为0时,压缩量呈周期性变化;压缩量变化的周期由2种跃迁耦合常数的相对大小决定.     

PdY4团簇:Eb1系统的Jahn-Teller效应及其能级分裂

依据Jahn-Teller效应理论与量子理论,利用群论和对称性分析的方法探讨了具有C4v对称性构型的PdY4团簇的Eb1系统的Jahn-Teller效应及其相关问题.研究了PdY4团簇的电子态与声子态及其活跃声子态,构建了PdY4团簇的Eb1系统的电声耦合哈密顿量,借助么正平移变换计算出了畸变后的系统基态与激发态及其能量.结果表明:系统的Jahn-Teller畸变导致在系统的势能面上形成了2个对称性为C2v的势阱.无论系统处在哪一个势阱中,系统原初的二重简并的能级都将发生分裂,因此畸变导致系统能级的简并性完全被消除.最后,利用群论进一步探讨了系统的Jahn-Teller畸变方向等问题,发现畸变将导致系统从C4v对称性降低到C2v对称性,而畸变之后系统的电子基态应该是C2v群下的B1或者B2.     

奇偶纠缠相干态光场驱动下Λ-型三能级原子的辐射谱

采用时间演化算符方法,研究Λ-型三能级原子与奇偶纠缠相干态光场共振相互作用的辐射谱.给出了辐射谱一般公式.结果表明:不论下能级简并与否,奇偶纠缠相干态光场平均光子数很小时均出现拉比分裂,且下能级简并时,强度随奇偶纠缠相干态光场纠缠程度的增加而增加;两下能级非简并时,一模场驱动的辐射谱峰高随纠缠程度的增加而增加,而另一模场驱动的辐射谱峰高随纠缠程度的增加而减小.一般辐射谱呈对称的10蜂结构.     

Orbital Kondo effect in carbon nanotubes

Progress in the fabrication of nanometre-scale electronic devices is opening new opportunities to uncover deeper aspects of the Kondo effect--a characteristic phenomenon in the physics of strongly correlated electrons. Artificial single-impurity Kondo systems have been realized in various nanostructures, including semiconductor quantum dots, carbon nanotubes and individual molecules. The Kondo effect is usually regarded as a spin-related phenomenon, namely the coherent exchange of the spin between a localized state and a Fermi sea of delocalized electrons. In principle, however, the role of the spin could be replaced by other degrees of freedom, such as an orbital quantum number. Here we show that the unique electronic structure of carbon nanotubes enables the observation of a purely orbital Kondo effect. We use a magnetic field to tune spin-polarized states into orbital degeneracy and conclude that the orbital quantum number is conserved during tunnelling. When orbital and spin degeneracies are present simultaneously, we observe a strongly enhanced Kondo effect, with a multiple splitting of the Kondo resonance at finite field and predicted to obey a so-called SU4 symmetry.     

Ce_(1-x)Y_xPt_2Si_2(x=0.2,0.55,0.9)的晶场模拟

采用点电荷晶场理论模型,通过对Ce1-xYxPt2Si2(x=0.2,0.55,0.9)磁化率倒数—温度曲线的模拟,得到了其晶场分裂能和相应波函数,计算表明:晶场分裂能随x的增大而减小,晶场作用使得Ce3+六重简并基态分裂得到混合的双基态.     

双量子阱中有自旋轨道耦合的场助电子共振隧穿

研究在自旋轨道耦合和周期振动场的作用下,电子隧穿双量子阱结构的透射系数和自旋极化率．通过数值计算发现：隧穿后电子的自旋简并消除,得到与自旋相关的共振峰．电子隧穿宽势阱时出现对称的Breit-Wigner共振峰,而隧穿窄势阱时出现不对称的Fano共振峰．研究也发现通过调节入射能量和中间势垒的宽度,可以改变共振峰的振幅和位置．利用这个原理可以设计可调的自旋过滤器,实现对自旋的调控．     

Coupling of spin and orbital motion of electrons in carbon nanotubes

Electrons in atoms possess both spin and orbital degrees of freedom. In non-relativistic quantum mechanics, these are independent, resulting in large degeneracies in atomic spectra. However, relativistic effects couple the spin and orbital motion, leading to the well-known fine structure in their spectra. The electronic states in defect-free carbon nanotubes are widely believed to be four-fold degenerate, owing to independent spin and orbital symmetries, and also to possess electron-hole symmetry. Here we report measurements demonstrating that in clean nanotubes the spin and orbital motion of electrons are coupled, thereby breaking all of these symmetries. This spin-orbit coupling is directly observed as a splitting of the four-fold degeneracy of a single electron in ultra-clean quantum dots. The coupling favours parallel alignment of the orbital and spin magnetic moments for electrons and antiparallel alignment for holes. Our measurements are consistent with recent theories that predict the existence of spin-orbit coupling in curved graphene and describe it as a spin-dependent topological phase in nanotubes. Our findings have important implications for spin-based applications in carbon-based systems, entailing new design principles for the realization of quantum bits (qubits) in nanotubes and providing a mechanism for all-electrical control of spins in nanotubes.     

两类聚合物溶液的相变分析

讨论了两类聚合物溶液的相变,一类是单体相-溶胶相-凝胶相之间的相变;另一类是溶液中溶胶-凝胶之间的相变.结果表明,聚合物溶液体系相变的阶和相变点依赖于每个子系(单体或溶剂分子)的态的简并度以及子系间的有效相互作用;态的简并度的对称性和均匀性对相变的阶和临界点有明显的影响.     

三维无限深方势阱能级简并度与对称性关系的讨论

本文详细讨论了量子力学的一个重要特例——三维无限深方势阱的能级简并度的特点及简并度与对称性之间的关系.通过分析得到了重要结论.并指出了与氢原子和谐振子体系的区别.     

Macroscopic Quantum Phenomena and Topological Phase Interference Effects in Single-Domain Magnets

The tunneling of macroscopic object is one of the most fascinating phenomena in condensed matter physics. During the last decade, the problem of quantum tunneling of magnetization in nanometer-scale magnets has attracted a great deal of theoretical and experimental interest. A review of recent theoretical research of the macroscopic quantum phenomena in nanometer-scale single-domain magnets is presented in this paper. It includes macroscopic quantum tunneling (MQT) and coherence (MQC) in single-domain magnetic particles, the topological phase interference or spin-parity effects, and tunneling of magnetization in an arbitrarily directed magnetic field. The general formulas are shown to evaluate the tunneling rate and the tunneling level splitting for single-domain AFM particles. A nontrivial generalization of Kramers degeneracy for double-well system is provided to coherently spin tunneling for spin systems with m-fold rotational symmetry. The effects induced by the external magnetic field have been studied, where the field is along the easy, medium, hard axis, or arbitrary direction.