基于量子自旋-量子反常霍尔效应的单层锑异质结构的热电性质研究（英文）

我们研究了一个基于单层氢化锑的异质结构材料的热电性质,该材料有着新颖的量子自旋-量子反常霍尔效应.我们计算了这种新的拓扑相材料的锯齿形结构纳米带的电导、热导、塞贝克系数以及热电效益指数.通过我们的研究,表明该材料在低温下有着较好的热电性能.此外,我们通过改变样品最外层原子的交换场的方式来调控样品的边缘态,并计算样品热电性质的变化.最后,我们发现随着纳米带宽度的增加,系统的热电性能也会增加.     

半导体量子点及其应用(Ⅰ)

量子点，又称“人造原子”，它是纳米科学与技术研究的重要组成部分，由于载流子在半导体量子点中受到三维限制而具有的优异性能，构成了量子器件和电路的基础，在未来的纳米电子学、光电子学，光子、量子计算和生命科学等方面有着重要的应用前景，受到人们广泛重视，文章分为Ⅰ、Ⅱ两个部分：第Ⅰ部分介绍了半导体量子点结构的制备和性质；第Ⅱ部分介绍了量子点器件的可能应用。     

GaAs量子阱太阳能电池量子效率的研究

将量子阱结构引入到单结GaAs太阳能电池中能够有效扩展吸收光谱.为了研究量子阱结构在GaAs太阳能电池中的作用机理,本文采用实验和理论的方法研究了InGaAs/GaAsP量子阱结构对电池量子效率的影响.实验结果表明,量子阱结构的窄带隙阱层材料将电池的吸收光谱从890 nm扩展到1000 nm.同时,量子阱结构的引入提高了680—890 nm波长范围内的量子效率,降低了波长在680 nm以下的量子效率.通过计算得到的量子阱结构和GaAs材料的光吸收系数,可以用来解释量子阱结构对太阳能电池量子效率的影响.     

一类弯曲量子线的量子束缚态

对电子在弯曲量子线中的弹道输运性质进行了理论研究.弯曲量子线由T型量子线和单曲量子线组成.该有限长的量子结构分别与两半无限长的量子通道相连,当施加一偏压时,量子通道分别可作为电子的发射极和收集极.计算结果表明,当入射电子的能量小于量子结构横向上的第一个本征模时,电导存在两个峰.进一步指出,这些峰来自于电子共振隧穿量子结构中的量子束缚态.并详尽地讨论了这些量子束缚态的性质. 关键词： 量子束缚态 共振隧穿 电导 量子线     

等离子体增强InAs单量子点荧光辐射的研究

通过测量光致发光(PL)谱、PL时间分辨光谱及不同激发功率下PL发光强度,研究了低温(5 K)下等离子体对InAs单量子点PL光谱的增强效应.采用电子束蒸发镀膜技术在InAs量子点样品表面淀积了5 nm厚度的金膜,形成纳米金岛膜结构.实验发现,金岛膜有利于量子点样品发光强度的增加,最大PL强度增加了约5倍,其主要物理机理是金岛膜纳米结构提高了量子点PL光谱的收集效率.     

InGaAs/InAlAs多量子阱结构的量子限制Stark效应研究

通过吸收光电流谱的测量.观察到用国产MBE设备生长的与InP衬底晶格匹配的In-GaAs/InAlAs多量子阱结构的量子限制Stark效应及其与光偏振方向有关的各向异性电吸收特性.报道了可用于波导型调制器制作的MQW样品材料的X射线双晶衍射结果,并用计算机模拟出与实测十分相似的曲线,得到了可靠的量子阱结构参数,证明样品材料具有优良的外延质量.利用等效无限深阱模型进行的理论计算表明,应考虑样品p-i-n结内建电场的影响,才能使算出的吸收边红移与实验值符合. 关键词：     

铁电体-半导体量子点复合材料

文章介绍了这一领域的最新研究进展,并重点报道了一类新型铁电体基纳米复合材料－铁电体半 量子点复合材料的制备与光学性质,该材料在新型电致光元件及量子点激器中有着很好的应用前景。     

Au纳米颗粒和CdTe量子点复合体系发光增强和猝灭效应

利用金属蒸发真空多弧离子源注入机, 将Au离子注入到高纯石英玻璃来制备镶嵌有Au 纳米颗粒的衬底材料, 随后将化学方法合成的CdTe量子点旋涂在玻璃衬底上制备了Au纳米颗粒和CdTe量子点复合体系. 通过对镶嵌有Au纳米颗粒的衬底进行热退火处理来控制Au纳米颗粒的生长和分布, 系统研究了Au纳米颗粒的局域表面等离子体共振对CdTe量子点光致发光性能的影响. 利用光学吸收谱、原子力显微镜、透射电子显微镜和光致发光谱对样品进行了表征和测试. 光致发光谱表明, Au纳米颗粒的局域表面等离子体对CdTe量子点的发光有增强效应也有猝灭效应. 深入分析了Au纳米颗粒和CdTe量子点之间的相互作用过程, 提出了关于Au-CdTe 纳米复合体系中CdTe 发光增强和猝灭的新机理. 该实验结果为利用金属纳米颗粒表面等离子体技术制备高发光性能的光电子器件提供了较好的参考.     

量子点接触中有关电导0.7结构的研究

研究了由鞍形势描述的量子点接触中的电子输运性质,利用Hartree-Fock近似与低维纳米器件中Thomas-Fermi近似方法处理了电子-电子之间的相互作用,采用格点格林函数方法计算了零温下体系的电导、电子的自旋积累以及散粒噪声,重现了0.7结构这个反常的实验现象.计算结果加深了我们关于半导体纳米器件中的强关联互作用对自旋输运影响的理解.     

STM中量子点接触的电导计算

采用模式匹配和散射矩阵方法，对扫描隧道显微镜(STM)中量子点接触过程中的电导进行了计算.结果表明由量子点接触形成的纳米结构的电导呈现量子化特征，这种量子化现象随所形成的纳米结构的横向尺寸和锥角的减小而增强.而且在半导体材料中比金属中更易观察到电导量子化现象. 关键词： STM 量子点接触 量子化电导     

量子计算与量子模拟

量子计算和量子模拟在过去的几年里发展迅速,今后涉及多量子比特的量子计算和量子模拟将是一个发展的重点.本文回顾了该领域的主要进展,包括量子多体模拟、量子计算、量子计算模拟器、量子计算云平台、量子软件等内容,其中量子多体模拟又涵盖量子多体动力学、时间晶体及多体局域化、量子统计和量子化学等的模拟.这些研究方向的回顾是基于对现阶段量子计算和量子模拟研究特点的考虑,即量子比特数处于中等规模而量子操控精度还不具有大规模逻辑门实现的能力,研究处于基础科研和实用化的过渡阶段,因此综述的内容主要还是希望管窥今后的发展.     

各向异性磁电介质量子真空水平上的动量转移

通过计算各向异性磁电材料内电磁场模式的本征方程研究了任意方向量子真空模式对磁电材料动量转移总贡献，并指出介质由真空动量转移所获得速度可以由目前发展起来的光纤光学传感器(能测量纳米量级速度)所探测.对该量子真空宏观力学效应的物理机理与潜在应用也做了讨论.     

一种合成量子点的新方法

由于在光计算、光学信息处理等方词的潜在应用前景,半导体材料的光学非线性性质始终受到广泛关注。量子尺寸效应对半导体性能的影响引起了人们极大的兴趣。除了量子阱和超晶格结构外,在半导体的超微粒方面也进行了大量的研究。有关超微粒材料的四波混频,吸收谱带兰移、载流子弛豫及光学双稳态的实验结果已有报道。     

电子-声子相互作用对平行双量子点体系热电效应的影响

量子点体系是一种典型的低维体系, 该体系的独特物理特性有利于提高热电转换效率. 本文采用非平衡态格林函数方法, 选择平行双量子点结构, 详细讨论了电子-声子相互作用对该体系的电导、热电功率、热电优值以及热导等热电效应相关参数的影响, 全面描述了电子-声子相互作用对该结构中热电效应的影响. 理论计算结果表明, 在低温情况下, 该体系中的法诺干涉能够有效增强热电效应, 而电子-声子相互作用通过破坏法诺干涉而在一定程度上抑制电导以及热导过程. 然而, 电子-声子相互作用不会显著地影响热电功率的幅值, 并且热电优值的极值几乎不会改变, 因此在低温条件下电子-声子相互作用并不是破坏量子点体系热电效应的必要条件. 本文的结果将有利于澄清电子-声子相互作用对量子点体系热电效应的影响.     

含双T形量子结构的量子波导中声学声子输运和热导

采用散射矩阵方法, 研究了含双T形量子结构的量子波导中声学声子输运和热导性质. 结果表明: 在极低温度, 双T形量子结构能增强低温热导; 相反地, 在相对较高的温度范围, 双T形量子结构能降低低温热导. 而在整个低温范围内, 增加散射区域最窄处的宽度能增强低温热导. 计算结果表明可以通过调节含双T形量子结构的量子波导结构来调控声子的输运概率和热导. 关键词： 声学声子输运 热导 量子结构     

石墨烯纳米带量子点中的量子混沌现象

在20 mK的极低温下测量了石墨烯纳米带量子点的电子输运性质,观测到清晰的库仑阻塞菱形块和对应量子点激发态的电导峰.对库仑阻塞近邻电导峰间距和峰值进行了统计分析,发现其统计分布分别满足无规矩阵理论描述的Wigner-Dyson分布和Porter-Thomas分布,说明石墨烯纳米带量子点在低温下出现了量子混沌现象.还讨论了这种长方形量子点中量子混沌的可能成因. 关键词： 石墨烯纳米带 量子点 库仑阻塞 量子混沌     

量子Harper模型的量子计算鲁棒性与耗散退相干

运用量子轨迹和量子Monte Carlo仿真的方法,研究耗散退相干对周期驱动的量子Harper (quantum kicked Harper, QKH)模型量子计算的影响.数值仿真结果表明,一定强度的耗散干扰将破坏QKH特征状态的动态局域化以及相空间的随机网结构.以相位阻尼信道噪声模型为例分析了保真度的衰减规律以及可信计算时间尺度.与静态干扰相比,在干扰强度小于某一阈值时,耗散干扰下的可信计算时间尺度随量子比特的增加而快速下降;而在干扰强度大于该阈值时,静态干扰下的可信计算时间尺度下降更快. 关键词： 量子计算 量子Harper模型 主方程 量子Monte Carlo方法     

纳米二氧化钛的量子尺寸效应及掺杂氧化锡对其光吸收的影响

采用溶胶 -凝胶法制备了量子尺寸的纳米氧化钛和锡掺杂的纳米氧化钛 ,经过不同温度的热处理得到不同尺寸的粉末样品 .通过X射线衍射 (XRD)和电子衍射 (ED)表征了不同样品的物相组成和粒径 (3～ 12nm) ,通过反射谱 (RS)深入研究了纳米氧化钛的量子尺寸效应及掺杂氧化锡对于纳米氧化钛光吸收性质的影响 .实验结果表明纳米氧化钛有明显的光吸收量子尺寸效应 ,掺杂氧化锡促进了二氧化钛的锐钛矿向金红石相的转变 ,降低了相变起始温度 .由于相变和尺寸变化两方面相反的作用 ,掺杂氧化锡对于二氧化钛光吸收边的位移影响不大     

钝化低温法生长多层InGaN量子点的结构和光学特性

采用一种新方法生长多层InGaN/GaN量子点,研究所生长样品的结构和光学特性。该方法采用了低温生长和钝化工艺,所以称之为钝化低温法。第一层InGaN量子点的尺寸平均宽度40nm,高度15nm,量子点密度为6.3×10¹⁰/cm²。随着层数的增加,量子点的尺寸也逐渐增大。在样品的PL谱测试中,观察到在In(Ga)As材料系中普遍观察到的量子点发光的温度特性---超长红移现象。它们的光学特性表明:采用钝化低温法生长的纳米结构中存在零维量子限制效应。     

半导体量子点及其应用(Ⅱ)

理论分析表明，基于三维受限量子点的分离态密度函数的量子器件，以其独特的优异电学、光学性能和极低功耗，在纳米电子学、光电子学，生命科学和量子计算等领域有着极其广泛的应用前景，本文仅就量子点在量子点激光器、量子点红外探测器、单光子光源、单电子器件和量子计算机等方面的应用作一简单的介绍．