电场对极性半导体表面（或界面）极化子行为的影响

采用电子动量和坐标的线性组合算符方法对电场中的极性半导体表面（或界面）极化子行为进行了研究。当电场较弱时（１０４Ｖ／ｍ以下），表面（或界面）极化子的基态能量和有效质量随电场增加而线性地减小，但其影响甚小，在中等强度的电场下（１０４～１０５Ｖ／ｍ），电子－声子间的耦合逐渐减弱，电子－电场相互作用逐渐增强，体现在表面（或界面）极化子的基态能量和有效质量更加明显地减小。当电场高于某一极限电场时，电子成为准自由电子。     

磁场作用下量子阱中极化子的性质

研究了磁场作用下量子阱中弱耦合极化子的性质,计算了磁极化子的有效质量并分别讨论了磁极化子基态能量与其他物理量之间的关系。结果表明:量子阱中弱耦合磁极化子的有效质量仅与耦合强度α有关,且随α增大而迅速增大。随着阱宽的减小基态能量迅速增加,说明量子尺寸效应较显著;基态能量随磁场回旋频率和极化子的速度的增加而增大。     

流体静压力对纤锌矿Al_yGa_(1-y)N/Al_xGa_(1-x)N三角量子阱中极化子效应的影响

研究了纤锌矿Al_yGa_(1-y)N/Al_xGa_(1-x)N三角量子阱和GaN/Al_xGa_(1-x)N方量子阱中流体静压力对极化子能量和电子-声子相互作用对极化子能量的贡献(极化子效应)的影响.给出极化子基态能量、跃迁能量以及极化子效应随流体静压力p和组分x的变化关系.理论计算中考虑了纤锌矿结构中介电常数、声子频率、电子有效质量等参数的各向异性和随压力p和坐标z的变化.结果显示,随着流体静压力的增加,纤锌矿Al_yGa_(1-y)N/Al_(0.3)Ga_(0.7)N三角量子阱和GaN/Al_(0.3)Ga_(0.7)N方量子阱中极化子基态能量和跃迁能量缓慢减小.定域声子、半空间声子以及它们之和对基态能量的贡献随流体压力p的增加而逐渐增大,即极化子效应增大.随组分x的增加,在两种量子阱中极化子基态能量和跃迁能量逐渐增大.半空间声子对极化子基态能量的贡献随组分x的增加而降低,而定域声子对基态能量的贡献随组分x的增加而增加,它们之和对基态能量的贡献随组分x的增加而增大.纤锌矿Al_yGa_(1-y)N/Al_xGa_(1-x)N三角量子阱中极化子基态能量和跃迁能量以及极化子效应随流体静压力和组分的变化规律与GaN/Al_xGa_(1-x)N方量子阱结构中相应量的变化规律相似,但量值不同,前者中基态能量和跃迁能量以及极化子效应明显大于后者中相应值.     

多支LO声子作用对量子点中强耦合极化子基态能量的影响

本文采用线性组合算符和幺正变换方法研究了量子点中极化子的性质,得到了极化子的基态能量.考虑多支LO声子之间相互作用时,研究了多支LO-声子对量子点中极化子基态能量的影响.结果表明：极化子的基态能量随量子点受限长度的增大而减小;量子点受限长度随振动频率λ的增大而减小.在不同的量子点受限长度下,极化子的基态能量随量子点振动频率的减小而增大.考虑多声子相互作用时,基态能量的附加能量等于电子与多支声子耦合.     

声子色散和磁场对极化子基态的影响

采用线性组合算符和幺正变换的方法,得出极化子基态能量与色散系数、耦合强度以及磁场强度之间的关系.数值计算表明：对弱耦合极化子,振动频率λ随磁场强度的增大而单调增大;基态能量E0随磁场强度增大而增大、随耦合系数α增大而单调下降、随色散系数γ增大而减小.对强耦合极化子,基态能量E0随磁场强度增大而增大、随耦合系数α增大而单调下降、与声子色散无关.     

Rashba效应影响下半导体量子点中强耦合极化子的声子平均数

采用改进的线性组合算符方法，研究了Rashba效应影响下半导体量子点中强耦合极化子的光学声子平均数．导出在电子-体纵光学声子（LO）强耦合时抛物量子点中极化子的光学声子平均数、振动频率、相互作用能和有效质量随受限强度和Rashba自旋-轨道耦合常数的变化．数值计算结果表明Rashba自旋-轨道相互作用使极化子的有效质量、基态能分裂为上下两支，随耦合常数的增加极化子基态能量、有效质量表现为增加和较少两种截然相反的情形；Rashba自旋-轨道相互作用影响下强耦合极化子的光学声子平均数随量子点的受限强度、电子声子耦合强度增大而增大，极化子的相互作用能随受限强度的增加先急剧增加，当达到极值后随受限强度的增加而急剧减少．     

多声子对弱耦合体磁极化子性质的影响

研究了磁场中多原子极性晶体中多声子相互作用对弱耦合体极化子基态能量和有效质量的影响．采用么正变换、线性组合算符和拉格朗日乘子法。计算了多声子相互作用对磁极化子基态能量和有效质量的附加贡献．结果表明，基态能量的附加贡献为电子-不同支LO声子-磁场间耦合的附加能量以及电子-不同支LO声子间耦合的附加能量之和，有效质量的附加贡献为电子-不同支LO声子间耦合的附加贡献．     

磁场下InAs/InP矩形量子线中的电子结构

在有效质量近似下,利用微扰理论研究了矩形量子线中电子和空穴的基态能量.考虑形成量子线的2种材料晶格常数不同带来的形变势、电子和空穴在材料中的质量失配以及空穴有效质量的各向异性等因素,在矩形长度不变时,计算了电子和空穴的基态能量随磁场以及矩形宽度的变化情况.结果表明,粒子的基态能量随着磁场的增大而增大,随着矩形宽度的增大而减小;磁场增大时,不同尺寸量子线中电子的基态能量随磁场的变化曲线间距减小的趋势比空穴明显得多;在较高磁场下,电子的基态能量随量子线尺寸增大下降的趋势比低磁场时明显,而空穴的这种特征不明显.     

电场对抛物量子线中强耦合极化子性质的影响

采用线性组合算符法和变分法研究了电场对抛物量子线中强耦合极化子性质的影响，在考虑电子与LO声子相互作用和加电场的情况下，计算了抛物量子线中强耦合极化子的基态能量．数值计算结果表明：抛物量子线中强耦合极化子的基态能量Eo随约束强度ω0的增强而增大，而随电场强度F和量子线长Z的增大而单调减小．     

半无限晶体中表面磁极化子

本文研究半无限晶体中的表面极化子在磁场中的性质，采用线性组合算符方法导出表面磁极化子的基态能量和回旋共振频率，并讨论这些量和磁场的关系。     

Magnetic-field-induced superconductivity in a two-dimensional organic conductor

The application of a sufficiently strong magnetic field to a superconductor will, in general, destroy the superconducting state. Two mechanisms are responsible for this. The first is the Zeeman effect, which breaks apart the paired electrons if they are in a spin-singlet (but not a spin-triplet) state. The second is the so-called 'orbital' effect, whereby the vortices penetrate into the superconductors and the energy gain due to the formation of the paired electrons is lost. For the case of layered, two-dimensional superconductors, such as the high-Tc copper oxides, the orbital effect is reduced when the applied magnetic field is parallel to the conducting layers. Here we report resistance and magnetic-torque experiments on single crystals of the quasi-two-dimensional organic conductor lambda-(BETS)2FeCl4, where BETS is bis(ethylenedithio)tetraselenafulvalene. We find that for magnetic fields applied exactly parallel to the conducting layers of the crystals, superconductivity is induced for fields above 17 T at a temperature of 0.1 K. The resulting phase diagram indicates that the transition temperature increases with magnetic field, that is, the superconducting state is further stabilized with magnetic field.     

二维晶体中表面磁极化子的性质

采用Larsen方法研究二维晶体中表面磁极化子的性质，导出了表面磁极化子的基态能量，讨论了基态能量与磁场B的关系．计算结果表明：在强磁场情况下，由于电子—表面光学声子—磁场的耦合使表面磁极化子的基态能量下降很多。     

高压直流输电优势微观分析

从微观角度分析了交流输电、低压直流输电和高压直流输电过程中霍尔电场强弱的问题,认为交流输电和低压直流输电由于产生的霍尔电场过强,使得载流子在晶格势场中的能态升高,减小了载流子功函数,提高了载流子从导体表面逸出的概率,表现为磁阻增大;而采取高压交流输电,由于降低了载流子漂移运动速度,大大削弱了霍尔电场,使得载流子在晶格势场中的能态变化不大,载流子功函数减小不多,载流子从导体表面逸出的概率不高,减小了磁阻.因此,高压直流输电是电路上能量损耗最小的输电方式.     

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。     

Electron-spin domains: magnetic enhancement of superconductivity

An inhomogeneous superconducting state, not yet conclusively identified, was predicted by Fulde and Ferrell and Larkin and Ovchinnikov (FFLO) to arise in superconductors with strong Pauli limiting, a consequence of the electrons' Zeeman (spin) energy in a magnetic field. Radovan et al. propose that the observed cascades of steps in magnetization of the heavy fermion superconductor CeCoIn5, within the recently discovered second low-temperature state, are due to transitions between Landau-level (LL) states with different m-quanta vortices, expected under certain conditions when the magnetic field is swept within the FFLO state. The authors then conclude that the observed steps in magnetization constitute a proof that the low-temperature state in CeCoIn5 is indeed an FFLO state. We argue that this interpretation of the observed steps in magnetization cannot be supported on either quantitative or qualitative grounds.     

用纳米磁性液体模拟制造失重和微重力状态的流体

磁力和重力均为非接触的力,当作用于纳米磁性液体上的磁力和重力方向相同时,纳米磁性液体处于超重状态:当作用于纳米磁性液体上的磁力和重力方向相反时,纳米磁性液体处于失重状态;当作用于纳米磁性液体上磁力和重力相互抵消,纳米磁性液体呈饱和磁化状态且处在均匀梯度磁场区域中时,纳米磁性液体被表面张力约束成球体,处于微重力状态.这一发现使我们在地面上能经济的、方便的、长时间的制造流体的小区域微重力状态,为研究微重力状态下的流体科学、生命科学,材料加工和器件开发等提供了新的方法.     

表面激子在磁场中的性质

本文采用微扰的方法讨论了极性晶体表面的激子在磁场中的性质。在忽略激子于反冲效应中发射的不同波矢的虚声子之间的相互作用的近似下,导出了表面激子的自陷能、电子-空穴间的有效作用势、重整化质量以及激子-声子-磁场三者之间的耦合能。我们发现表面激子的自陷能与晶体的电子-空穴质量比有关,但是对于任意的电子-空穴质量比,表面激子都是自陷的。我们还发现:由于表面声子对表面激子运动的影响,使得表面激子在磁场中的抗磁性能移有所减弱。并就磁场不存在时,和其它理论进行了比较,结果表明:我们的工作改进了其它理论。     

极性晶体中表面磁极化子研究进展(Ⅰ)

本文综述了我们近年来在极性晶体表面磁极化子性质方面的部分工作。第二节中从磁场中表面极化子一声子系的哈密顿出发，用线性组合算符方法研究强耦合表面磁极化子的振动频率，基态能量和有效质量与磁场的关系。第三节中用线性组合算符法讨论了与表面光学声子耦合强，与体纵光学声子耦合弱的表面磁极化子的有效哈密顿量、振动频率和有效相互作用势的磁场依赖性。第四节中用线性组合算符和微扰法研究电子在反冲效应中发射和吸收不同波矢的声子之间相互作用对表面磁极化子性质的影响。     

自旋对表面磁极化子自陷能磁场特性的影响

讨论了电子自旋对表面磁极化子特性的影响.应用么正变换、线性组合算符和微扰法研究了电子自旋对电子与表面光学声子耦合强、与体纵光学声子耦合弱的表面磁极化子自陷能Etr磁场特性的影响.以TlB r晶体为例所作的数值计算结果表明:电子自旋使Etr分裂为二,且随磁场B的加强,分裂间距增大;若电子与光学声子耦合强,自旋量子数mS取-1/2时,Etr随B的加强而增大,mS取1/2时Etr随B的加强而减少;若电子与光学声子耦合弱,不论mS取何值,Etr都随B的加强而减少;不论电子与光学声子耦合强还是弱,电子自旋作用对Etr的影响都随B的加强而增大.