CO2置换CH4水合物技术中主、客体分子间作用的DFT研究

天然气水合物是新型清洁能源,围绕CO₂置换CH₄水合物技术的研究对天然气水合物的资源开采和减少全球碳排放具有重要意义。其中,置换机理的解析是CO₂置换CH₄水合物技术的关键问题,对提升置换效率具有重要作用。为深入阐述置换机理的本质,采用量子力学（QM）方法对水合物中主、客体双分子聚体间的相互作用进行模拟。利用不同的密度泛函理论（DFT）方法对双分子聚体的结构及单点能进行计算分析,在对CO₂置换CH₄水合物过程的研究中,获得QM方法下进行几何结构优化和单点能计算的较优的计算参数。采用对称性匹配微扰理论（SAPT）进行能量分析,解析主、客体相互作用中各分子的贡献,并通过计算波函数信息分析约化密度梯度函数（RDG）、独立梯度模型（IGM）和静电势,定向研究主、客体分子间最主要的相互作用。研究结果表明CO₂置换CH₄水合物过程中主、客体分子间的作用主要由静电作用贡献,色散和诱导作用占比较小;在置换过程中,客体分子由CH₄转变为CO₂时色散作用影响减弱,静电作用影响加强。因此,静电作用是置换过程的关键,提高与H₂O的静电作用是提升置换效率的有效方法。所得结果为CO₂置换CH₄水合物技术的发展提供了理论指导。     

两军问题的量子同步通信协议

基于量子信息中的EPR(Einstein-Podolsky-Rosen)关联对2个粒子之间的关联性和量子隐形传态技术,通过不可靠信道建立可靠的信道,设计了一个量子同步通信协议,有效地解决了两军问题.该量子同步通信协议在经典通信和量子通信中都有重要的应用价值.     

基于非BSM的一对多二比特隐形传态

提出了一种无Bell基测量一对多隐形传输二比特信息的方案.在隐形传输过程中,以(2n+2)个粒子的最大纠缠态作为量子信道,通过原子在外加强经典驱动场下和单模腔场的相互作用,产生态的演化,从而实现隐形传输.传输过程中不需要用到Bell基测量,且不用考虑腔场耗散和外界热场环境的影响,传输成功的总几率为1.0.     

同频率纠缠双光子态的量子相干特性

基于量子相干原理,分析了脉冲激光泵浦的第二类型自发参量下转换产生的同频率纠缠双光子态.研究了同频率纠缠双光子的量子相干性质,并与由脉冲激光所产生的不同频率纠缠双光子的量子相干性质做了对比.结果表明,随着激光脉冲宽度的增加,不同频率纠缠双光子态的相位匹配函数的不对称性增加,纠缠光子对的相干性减小,同频率纠缠双光子态的相位匹配函数仍保持对称,纠缠光子对的相干性达到最大.     

量子力学和相对论的结合、不相容及发展

基于量子力学和相对论的比较,二者既可以结合又存在不相容.由此讨论它们的某些可能的发展方向.特别探讨了3个方面:测不准原理和光速恒定等的矛盾;量子的非局域性显示出纠缠态应该是一种新的作用距离和强度中等的相互作用;由Dirac负能态推导出的负物质可能是一种暗物质.       

不同前驱体制备CdSe/ZnS量子点及其性能研究

分别使用Na₂SO₃和NaBH₄制备Se的前驱体,进一步合成了两种发射不同波长荧光的CdSe/ZnS量子点。采用X射线衍射、荧光光谱、紫外光谱、透射电镜等表征手段,比较了2种体系制得量子点的性能,并考察了包裹反应时间、反应物配比对性能的影响。结果表明,NaBH₄体系得到的产物纯度更高,量子点粒径更小,且在反应速度和荧光强度两方面均优于Na₂SO₃体系;增加巯基乙酸,CdCl₂·2.5H₂O和NaBH₄的量有助于荧光强度的提高,而Na₂SO₃的量对荧光强度影响不。     

清华大学凝聚态物理学科的发展历史和最新研究进展

本文首先回顾了清华大学物理系的凝聚态物理学科的发展历程,然后简短介绍了目前学科点的主要研究方向.最后,着重讨论了最近十年中凝聚态物理学科老师在纳米物理、表面物理、超导材料及应用、理论和计算凝聚态物理等几个方面取得的研究进展.     

自由空间量子隐形传态实验中远程光符合的电子学系统研制

在两光子自由空间量子隐形传态实验方案中,设计了一套远程光符合的电子学系统,系统最小符合时间窗口约2ns.整个系统包括编码、解码、延时、高压驱动、符合、计数等模块.此系统实现了将实验中的经典信息和量子信息耦合在一起并通过自由空间传送到另一端进行在线符合来判定纠缠光子对.系统中编码模块将Alice端Bell基测量结果的时间标记信息和通道信息叠加在一起,通道信息的编码使用了奇偶校验和汉明码来降低事例丢失率和出错率,解码模块则分离出经典的时间标记信息和通道信息并做相应操作.完成了800m距离的两光子自由空间量子隐形传态实验,实验结果表明用本系统进行远程的实验是可行的.     

量子环上双电子激发态的研究

研究外加电场以及荷电杂质电场对量子环上双电子激发态的影响.结果表明:激发态对含有双电子的量子环中的能谱和持续电流具有控制作用,在某些情况下相邻能级和持续电流的振幅可增至几个数量级.该结论对于设计和研制微器件具有指导意义.     

半导体量子点的光学性质及其在生物标记中的应用

半导体量子点是近几年发展起来的新型纳米材料,其独特的光学性质使之成为理想的荧光探针材料,在生物医学领域具有广阔的应用前景.本文概述了量子点的光学性质、合成方法、以及在生物标记中的应用,并对其发展进行了展望.