具有自旋轨道耦合的冷原子费米气中的拓扑超流和FFLO超流

研究了具有自旋轨道耦合的冷原子费米气在外磁场作用下的物理性质.通过自洽求解Bogoliubove-de Gennes方程,发现了在不同磁场强度和粒子填充数下,体系分别存在拓扑超流态和Fulde-Ferrell-LarkinOvchinnikov超流态.当体系处于拓扑超流态时,存在零能Majorana费米子.     

双量子点与Majorana费米子级联结构中的散粒噪声

考虑两个量子点分别与拓扑超导纳米线两端的Majorana费米子串联耦合,利用粒子数表象下的量子主方程,研究其中电子的输运特性.存在Majorana费米子时,稳态电流差随着隧穿率的增大呈非对称分布,电子散粒噪声谱相干振荡,且零频噪声明显增强.当系统耦合强度变化时,散粒噪声进一步揭示了Majorana费米子对体系电荷输运的影响.因此,电流差结合电子散粒噪声可以表征量子点与拓扑超导体混合结构中是否存在Majorana费米子.     

含有碳链通道的石墨烯纳米带电子特性的第一性原理研究

采用第一性原理的密度泛函理论结合非平衡格林函数的计算方法,研究了含有多碳链通道的石墨烯纳米带的原子结构、电子能带结构与电子输运特性.结果表明,移除大量原子后含有双碳原子链的纳米带的能隙显著增大,这说明电子从占据态到未占据态的跃迁将更加困难;并且最高占据子能带与最低未占据子能带几乎与费米能级平行,说明边缘态几乎完全消失.电子输运特性的计算结果与电子能带结果是自洽的,碳链的引入导致纳米带电导隙的增大和费米能级位置电导的湮没.这说明通过电子束轰击的方式裁剪纳米带的原子结构来制备集成度更高、尺度更小的一维半导体纳米器件是可行的.     

一维费米原子系统中的拓扑超流和Majorana费米子

通过数值求解Bogoliubov de Gennes方程,研究了具有自旋轨道耦合作用的一维费米晶格系统的性质．结果表明：在有限的自旋轨道耦合下和一定的磁场强度时,系统具有零能,此时的准粒子即为Majorana费米子．准无序效应研究表明,Majorana费米子不会被弱准无序所破坏．     

无自旋态反绝热极限下MX链晶体中的量子晶格涨落效应

MX链的准一维、电子跃迁、电子——声子耦合和电子——电子相互作用等物理特性决定着系统的相转变和对称破缺电荷密度波态的稳定性。从紧束缚Hamiltonian模型出发,在反绝热极限条件下,对费米子无自旋态MX链系统进行了研究。讨论了系统的电荷密度波态,二聚化相变、绝缘相能隙等。并根据基态能量的解析性质,得到确定导体相的Luttingcr指数。计算结果表明,在反绝热极限情况下,系统存在一非平凡相变点。电声子耦合强度大于临界值时,系统处于二聚化电荷密度波态,小于临界值时,系统处于Luttinger液体相。     

MgB2薄膜的超导电性

采用平面波赝势方法计算了MgB2超导薄膜的电子结构.结果发现,表面层B(S)在费米能级处的态密度显著增强.在线性响应的密度泛函微扰理论框架下计算了MgB2薄膜的动力学性质及电-声子相互作用,分析了MgB2超导薄膜在Γ点的振动模的频率.结果发现,MgB2薄膜中的声子存在软化现象,并且声子的软化提高了电-声子相互作用,从而增强了薄膜的超导电性.     

Cu/N共掺杂ZnS电子结构和光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了本征ZnS、N单掺杂、Cu-N共掺杂与Cu-2N共掺杂ZnS晶体的能带结构、电子态密度与光学性质.结果表明,Cu/N共掺杂体系降低了体系的带隙,增加了其光催化活性.对于Cu-2N掺杂,分析其态密度,发现共掺杂体系的总态密度在费米能级附近更加弥散,更多的态密度穿越费米能级,使共掺杂更容易获得p-型ZnS,同时费米能级附近的杂质态降低了跃迁能,使得共掺杂体系能有效提高其在可见光区的吸收系数.     

过渡金属氢化物PdH_(0.75)和PdH的应力和电子结构的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一原理方法计算了氢化物PdH_(0.75)和PdH的总能随原胞体积的变化关系.得出其在应力条件下的受力情况及在平衡晶格时的态密度.发现费米能级附近的态密度主要源于4d电子的贡献,而低能级范围的态密度主要源于H原子的1s电子的贡献.     

反绝热极限下MX链晶体中的量子晶格涨落效应:费米子自旋1/2态

相转变和对称破缺电荷密度波态的稳定性等物理特性决定于ＭＸ链系统的准一维、电子跃迁、电子－声子耦合和电子－电子相互作用。为讨论费米子自旋态ＭＸ 链系统的量子晶格涨落效应,从紧束缚Ｈａｍｉｌｔｏｎｉｓｎ模型出发,在反绝热极限条件下,采用Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ近似,对ＭＸ链系统的电荷密度波序参量,绝缘相能隙,基态能量等进行了研究,并得到确定绝缘相能隙的自洽解方程。计算结果表明,在反绝热极限条件下,绝缘相能隙随电声子耦合强度的增大而增大,当电声子耦合强度达到临界值时,系统发生二聚化相变。     

拓扑超导体与量子点结构中非简并能级的全计数统计

利用占据数方程研究拓扑超导体与量子点中非简并能级的全计数统计.在有限温度与偏压下,将计数统计的各阶累计矩表示为特征多项式的各项系数及其导数.通过计数统计,Majorana费米子总是导致微分电导峰,与费米子宇称是否简并无关.在大偏压区,噪声明显增大,呈超泊松分布.当费米子宇称非简并时,噪声减小,呈亚泊松分布.偏离度在大偏...     

ScB_2的高压结构和电子性质的密度泛函计算（英文）

本论文用广义梯度近似(GGA)密度泛函方法研究了具有AlB_2结构的ScB2从0GPa到100GPa高压下的结构和电子性质.在0GPa下的结果与现有实验和理论数据相符.获得的结构性质的压强依赖性显示出ScB2的结构受压强的影响很小.另外还计算了高压下ScB_2电子的态密度和部分态密度.我们发现高压强明显的改变了电子态密度分布的轮廓,并且还发现费米能级附近的态密度随着压强的升高而减小,表明高压下ScB2电子杂化轨道能量在下降.     

费米子动力学对称模型SU(3)内禀态下的平均核子数密度及核形变的解析式

给出了费米子动力学对称模型中的SU(3)对称极限的内禀态下的平均核子数密度.建立起传统的几何模型和费米子动力学对称模型的微观联系.并求得核形变的近似解析表达式.     

环状共聚物的电子特性研究

针对由小带隙的聚乙炔和大带隙的苯作为聚合物单体的聚合物的几种简单环状模型,采用紧束缚近似计算方法,研究了它们的电子能谱和态密度特征,并考虑到环状结构的特点,同时在计算过程中也考虑了聚乙炔链中的最近邻和次近邻跃迁.结果表明:由于考虑了次近邻跃迁,导带和价带的对称性被破坏了,有着明显的不对称特征,能隙稍变窄.随着环状聚乙炔链中的苯环数的增多,电子能谱和态密度均有显著的变化,能谱分布逐渐不均匀,呈现出较明显的4条能带,态密度分布也相应地出现4个峰.     

天使粒子

<正>7月21日凌晨,张首晟及其团队在美国科学杂志上发表了一项重大发现:在整个物理学界历经80年的探索之后,他们终于发现了手性Majorana费米子的存在。这一发现,验证了由意大利理论物理学家Ettore Majorana在80年前提出的预测——存在一类没有反粒子的粒子。同时也证明了存在一种比量子还小的单位,这将对现在的量子理论带来巨大的改变。     

重费米子体系的ARPES研究

重费米子体系是一类经典的强关联电子体系,在非常规超导、量子相变、强关联理论等方面扮演着重要的角色.重费米子化合物中的f电子在高温下形成局域的磁矩,随着温度的降低, f电子磁矩会被导带电子屏蔽,在费米能量附近形成有效质量很大的准粒子态,显著地影响着材料的物理性质.本文简要介绍角分辨光电子能谱技术在重费米子研究方面的应用,主要包括重费米子体系中f电子局域/巡游特性及转变,晶体场劈裂,不同f电子填充对杂化和基态性质的影响, f电子与导带电子的能带依赖性杂化以及f电子相关的莫特物理.     

泛函积分与玻色费米子模型中的长波激发

本文采用泛函积分方法研究了高温超导中玻色-费米子模型的长波激发.推导了能隙方程和激发谱方程,并且计算了在长波近似下费米场的玻色能谱,得到了简并和非简并激发模.     

弱磁场中弱相互作用费米气体的相对论修正效应

基于量子统计方法，通过考虑单粒子能谱的相对论修正且引入无自旋自由费米子的非相对论自由能，导出弱磁场中弱相互作用费米气体的自由能，给出各种温度条件下系统热力学量的解析式，详细具体地展示相对论修正对热力学性质的影响，并分析其影响机理.研究表明，与非相对论比较，相对论修正总是降低化学势，在低温下也降低总能及热容量，而在高温下增加总能及热容量；除低温下的热容量外，总能及热容量的改变比例于磁场的平方.     

金属电极电位与费米能级的对应关系

通过计算机编程,建立了几种典型金属的原子团晶体模型.应用实空间Recursion方法,计算了这几种金属在纯净状态下的费米能级与电子态密度.由此得出随着金属的费米能级的升高,其电极电位会随之下降.而电子局域态密度分布在高能区的金属易失去电子,进行氧化反应.     

四元Heusler合金CrFeMnAl的结构和磁性

研究了四元Heusler合金CrFeMnAl的结构和磁性。基于密度泛函理论(DEF)的第一性原理方法,借助于Materials Studio 6.0软件,对其晶体结构进行了优化。得到的最优晶格常数为5.86(0),总磁矩为0。进行了能带结构和态密度的分析,得到如下结论:四元Heusler合金CrFeMnAl自旋向上方向费米能级附近态密度为0;自旋向下费米能级处态密度不为0,磁性主要是Cr原子3d电子分别与Fe原子3d和Mn原子的3d劈裂杂化所致,CrFeMnAl是一个半金属惠斯勒合金。     

W原子链的结构稳定性和电子性质

使用基于密度泛函理论的第一原理平面波赝势法,研究了W原子链的结构稳定性和电子结构性质.计算表明:W原子可以形成线性链、平面之字型、二聚化以及梯子型等一系列的一维链式结构.之字型结构最稳定,其他结构为亚稳定.通过对计算所得的电子结构的讨论,发现这种现象与Peierls畸变有关,同时还讨论了这些结构的相对稳定性以及各链式结构的电子能带、态密度和电荷密度等.