耦合谐振子的量子绝热捷径设计

量子绝热捷径技术旨在加快量子绝热慢过程,已经被广泛用于原子的冷却、转移等量子信息处理过程.研究耦合谐振子模型的量子绝热捷径设计及其热机应用,基于耦合谐振子模型的量子不变量,首先得到Ermakov方程,然后反设计耦合谐振子频率,最终加快绝热过程而不产生末态激发.本工作为耦合谐振子的量子态操控及超绝热量子热机提供了新思路.     

电磁场下量子点中的电子态

借用合流超几何函数，利用变分和解析相结合的方法求解了电磁场下量子点中的电子能态。     

量子绝热捷径技术在三波导耦合器设计中的应用

通过将量子无摩擦动力学与绝热消除结合实现了量子绝热捷径技术在光波导耦合器中的设计.为了使该方案更实际可行,引入了幺正变换,以便对波导的宽度以及相邻波导之间的间距进行设计,并利用光束传播法对三波导耦合器进行模拟验证.模拟结果表明,相比于绝热耦合,利用绝热捷径设计的耦合器可以在传输长度缩短4倍的情况下实现能量的有效耦合.该方案可适用于量子信息处理和集成光学领域.     

半导体量子点中的线性热电效应:电子自旋的作用

研究半导体量子点中温度差和电压趋近于零条件下的线性热电效应,用非平衡格林函数方法计算了系统的电导率、热导率、塞贝克常数和品质因子.发现在量子点与铁磁引线耦合的器件中,流过系统的电子将变得自旋极化,从而对以上物理量产生非常显著的影响.表明电子的自旋自由度可以用于调整低维半导体器件中的热电效应及器件的工作条件.     

量子点中关联电子态的能谱

本文研究了具有不同束缚强度的两维三电子量子点中关联电子态的能谱。发现能谱由两个因素确定,即泡利原理和等边三角形配置处的内禀节面。当禁闭势非常强时,泡利原理是决定性的;当禁闭势很弱时,内禀节面起很重要的作用,从而导致魔角动量的出现。     

量子点中电子态的能谱结构

本文研究二维三电子系统的能谱随禁闭势变化的特征，发现禁闭势很强时，能谱成为独立粒子运动谱。当禁闭势较弱时，电子之间的强关联导致了魔角动量的出现，而系统的结构主要由内禀节面决定。     

量子线与量子点中的量子态

本文简要地介绍了量子线与量子点的概念，并说明可利用电容测量研究低维系统的性质。     

非局域非线性介质中孤子的绝热捷径压缩

近年来,量子绝热捷径(shortcut to adiabaticity,STA)技术被用以加速缓慢的绝热过程.基于光学类比方法,采用结合变分法和绝热捷径技术的反控制方法研究非局域非线性介质中孤子的快速压缩,并与绝热压缩技术进行了对比.研究结果表明,非局域对于非线性具有抑制作用,非局域度越大,绝热压缩技术需要的传播距离越长,使得在非局域介质中用绝热方法压缩孤子变得比较困难,而绝热捷径技术却依然可以在短距离内有效压缩孤子,优势明显.     

基于量子绝热捷径技术的光波导分束器设计

用于加快量子绝热“慢”过程的量子绝热捷径技术, 已广泛应用于原子、分子和光物理.基于耦合波导的量子光学类比, 利用量子绝热捷径技术设计光学波导的耦合系数与传播常数, 实现快速的光波导分束器件. 通过数值模拟, 并与共振耦合和绝热耦合波导进行比较. 结果表明, 量子绝热捷径技术所设计的光学波导分束器具有长度短、输出稳定性高的优势.     

半导体量子点中双激子的双光子共振吸收

从基本的非线性光学三阶极化率出发,分析半导体量子点中双激子的双光子共振吸收三阶极化率,得到2个入射频率光电场和只有1个入射频率光电场的简并情况下双光子共振吸收三阶极化率,讨论了三阶极化率的实部和虚部在双光子共振频率附近的行为,随着共振频率宽度的增大,三阶极化率的实部和虚部很快减小,三阶极化率敏感地依赖于共振频率宽度的大小.     

半导体量子点中磁极化子的性质

采用Larsen方法研究了半导体量子点中磁极化子的基态能量，对GaAs半导体材料进行了数值计算结果表明，量子点中磁极化子的基态能量随磁场的增加而增加，随量子点的厚度增大而减小．     

半导体量子点中磁极化子基态能修正的温度效应

采用Larsen方法研究了半导体量子点中磁极化子基态能量的温度效应．在有限温度下导出了磁场内半导体量子点中电子—体纵光学(LO)声子相互作用系统的基态能量及二级微扰能量修正．讨论了磁场、量子点尺寸以及温度对半导体量子点中电子—体纵光学(LO)声子相互耦合磁极化子的基态能量影响．为了更清楚、直观地说明半导体量子点中磁极化子的性质，以GaAs半导体为例进行了数值计算，得到在强磁场的作用下半导体量子点中电子—体纵光学(LO)声子耦合系统的基态能量修正与磁场强度、量子点厚度及温度的关系曲线．结果表明：强磁场中电子—体纵光学(LO)声子相互耦合磁极化子的基态能量修正随磁场强度的增加而增大，随量子点厚度的增加而减少，随温度的升高而增大。     

半导体量子点中LO声子对类氢杂质的影响

采用变分法从Ｆｒｏｅｈｌｉｃｈ哈密顿量出发，研究了ＬＯ声子对球形量子点中类氢杂质基态能的影响，并将结果应用到ＧａＡｓ／Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ材料中。研究表明ＬＯ声子对ＧａＡｓ／Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ为材料的量子点中类氢杂质基态能影响很小。     

磁场下量子点中二电子系统的自旋振荡

研究了磁场下量子点中二电子系统的低激发态能谱 ,考察了电子 -声子相互作用对能谱的影响 .以 In Sb半导体材料为对象进行了数值计算 ,并将结果与他人的二维简化模型的结果进行了对比 .发现在此三维系统中仍可出现自旋振荡现象 ,但能级随磁场的增大要比二维结果变化缓慢 ,且基态能级交替点向强磁场方有向明显移动 .     

量子点中对称性限制

讨论量子点中对称性限制, 揭示了其与电子构形和幻角动量间的内在联系, 即量子点的电子构形选择高度对称的几何图形; 由于几何图形的对称性限制, 只有幻角动量的态才可访问这些几何图形.      

基于绝热量子演化的量子状态转换方法

量子算法成功的标志体现为实现了正确的量子状态转换,这一过程主要通过适当的量子算符来实现。然而,事实证明寻找合适的量子算符是非常困难的。之前大多数研究主要采用机器学习的方法解决这一问题,这些算法与以酉量子操作为特征的量子电路模型有较大差距,也难以分析其在量子计算机上的实现。提出利用绝热量子演化实现量子状态的转换,与标准量子计算模型相比,量子状态的转换更加直接,也不用考虑算符的酉性,因此是在量子计算及量子通信中值得借鉴的量子状态转化方法。     

Rashba效应影响下半导体量子点中弱耦合极化子的性质

采用改进的线性组合算符和幺正变换的方法研究Rashba效应影响下量子点中弱耦合极化子的性质.导出了Rashba效应影响下量子点中弱耦合极化子的振动频率、有效质量、基态分裂能和相互作用能.数值计算结果表明表明随Rashba自旋一轨道耦合常数αR的增加由于声子作用产生的附加能量能对零磁场下自旋分裂能的影响占有绝对优势.所以,研究Rashba自旋轨道相互作时声子的影响不可忽略.     

圆柱形半导体量子线中电子和空穴能态

半导体量子线具有特殊的量子效应,其内部电子的能态是它的一个基本物理量.用计算一维势阱波函数的方法简化了圆柱形量子线波函数的计算,得出了量子线中电子能态、能级图和波函数.做算例Si量子线的线宽———电子能级图,验证了计算所得结果,并讨论了量子线的光谱蓝移、能级分离与兼并和线宽的关系.     

量子点中的磁极化子:压缩态变分法

采用基于逐次正则变换的变分方法研究了利用单模压缩态变换处理双线性项的情况下抛物量子点中磁极化子的基态能量．讨论了在弱耦合情况下，受限长度，回旋频率，电子一声子耦合常数与基态能量的依赖关系．     

椭球量子点中施主杂质的三阶非线性光学极化率

在有效质量近似下,采用变分方法,研究椭球量子点中施主杂质的非线性光学性质.基于计算能量和波函数,以典型的半导体材料砷化镓为例,讨论椭球量子点的几何尺寸和各向异性度对施主杂质的三阶非线性极化率的影响.结果显示这些因素对椭球量子点中施主杂质的非线性光学性质有强烈的影响.