用光谱烧孔研究卟啉掺杂的高分子薄膜中电子-声子的相互作用

本文对电子给体、受体双掺杂在高分子薄膜中形成的光谱烧孔体系,做温度循环实验,研究体系中电子-声子的相互作用,得到了表征电子-声子耦合强度的黄昆因子和薄膜中局域振动的声子频率.     

用光谱烧孔研究卟啉掺杂的高分子薄膜中电子－声子的相互作用

本文对电子给体、受体双掺杂在高分子薄膜中形成的光谱烧孔体系，做温度循环实验，研究体系中电子－声子的相互作用，得到了表征电子－声子耦合强度的黄昆因子和薄膜中局域振动的声子频率．     

铁基氟化物超导体SrFe_(1-x)Co_xAsF(x=0,0.125)声子特性的第一性原理计算研究

采用基于第一性原理的平面波赝势方法,计算了铁基氟化物及其钴掺杂超导体SrFe1-xCoxAsF(x=0,0.125)在四方非磁态与正交条纹反铁磁态下的声子谱(声子色散曲线、声子态密度)及电-声子耦合常数.计算发现:条纹反铁磁相互作用下的自旋-声子耦合效应强于电-声子耦合作用使声子谱的宽度减小;自旋效应使声子的有效质量增加导致条纹反铁磁态下Fe原子与As原子的耦合振动频率减小.另外,掺杂和自旋效应是提高电-声子耦合常数的两个有效方法,但计算所得超导转变温度远小于实验测量值,表明铁基超导电性非简单的电-声子耦合配对机理.     

声子频率对同位素掺杂硅声子散射的影响

点缺陷对声子的散射是影响电绝缘体热导率的重要机制之一,其中声子频率是影响声子散射的重要因素．本文主要研究声子频率对同位素掺杂硅声子散射的影响。首先产生一个窄频率范围的声子波包,然后使用分子动力学(MD)模拟声子在同位素掺杂硅中的散射过程,在原子尺度下清晰展示了声子对同位素掺杂的散射过程,并对能量的透射率和反射率进行分析。将模拟结果和已发表的理论结果相比较,在单个同位素掺杂缺陷下,在临近共振频率区域内用改进的R.O.Pohl公式成功的拟合了MD结果,这一结果会对在较宽频率包括非色散和色散声子范围内构造声子热传导公式有帮助.对于在较高的掺杂浓度下,声子频率对声子散射特性的影响还需要更进一步的研究。     

纳米晶锐钛矿相TiO2的非简谐效应和声子局域

对晶粒尺寸为19.4,8.6和5.6 nm的纳米晶锐钛矿相TiO2,进行了从83到723 K的变温拉曼散射测量,并对Eg(1)模式进行了详细研究.根据非简谐效应和声子局域模型,对Eg(1)拉曼峰进行了拟合与计算.结果表明,以上三种纳米晶粒的晶格振动机理,在本质上是相同的.三声子过程对频率蓝移起主要作用.为了得到很好的拟合,需要同时考虑三声子和四声子过程.随着温度的升高,四声子过程增强,并对三声子过程起抵消作用.与非简谐衰减相关的声子寿命随着晶粒尺寸的减小而增加,晶粒尺寸越小衰减越慢.在低温区,声子局域是导致5.6 nm晶粒的声子寿命非常短的原因.声子局域引起Eg(1)模式在高波数段非对称展宽和频率蓝移,其对Eg(1)峰展宽的影响要大于对峰位移动的影响.     

研究一维掺杂声子晶体缺陷模的解析方法

为了对一维掺杂声子晶体的缺陷模进行解析研究,利用多波束干涉原理和布洛赫定理,推导出一维掺杂声子晶体的缺陷模频率的解析公式.利用它对一维掺杂声子晶体的缺陷模进行了解析研究,得到了缺陷模频率的变化规律.该方法克服了其他方法不能对缺陷模进行解析研究的不足,是一种研究一维掺杂声子晶体的缺陷模的精确、有效方法. 关键词： 声子晶体 声波 缺陷模 解析方法     

Al掺杂志LaBa2Cu3Oy体系的物理性质的影响

利用红外光谱,电子顺磁共振以及电阻率等实验手段,对LaBa2Cu3-xAlxOy(0≤x≤0.7)系列样品进行了研究.结果表明：Al掺杂导致了体系电荷的重新分布.随着Al掺杂量的增加,超导电性被很快地抑制,电阻率逐渐增大.随着Al掺杂量的增加,Cu(1)O(1)(530cm-1)的伸缩振动模的强度逐渐增大,并向低频方向移动,而Cu(1)O(4)(590cm-1)的震动模逐渐向高频方向移动.电子顺磁共振实验(EPR)揭示了不同含量的Al掺杂对Cu2＋的自旋关联行为的影响.本文对不同掺杂区的声子振动、自旋关联变化和输运性质进行了分析讨论.     

极性超晶格中电子—声子的相互作用

本文在Wendler、潘金声研究双层极性晶体时得出的声子振动极化场所满足的微分、积分方程及归一化条件的基础上,讨论周期性排列的层状极性晶体中声子振动极化场所满足的微分、积分方程,得到了SO声子的色散关系,SO声子和LO声子极化强度矢量.用声子产生、湮灭算符表出了声子振动能量及电子—声子的相互作用哈密顿量.     

强耦合表面极化子的激发能量

采用线性组合算符方法及幺正变换方法研究了电子与表面光学(SO)声子和体纵光学(LO)声子均为强耦合的表面极化子的激发态性质.计算了体系的有效哈密顿量、振动频率和体系由基态向第一激发态跃迁所需的激发能量.     

Fe掺杂对LaBa2Cu3Oy体系的红外光谱和电子顺磁共振谱的影响

我们成功合成了LaBa2Cu3-xFexOy(0≤x≤2.0)系列单相样品.X-光衍射分析显示,在x<2.0的整个掺杂区内样品皆保持为正交结构.晶格常数a,b和c随掺杂量的增加而增大.红外光谱(IR)表明:对于不掺杂的样品,在531cm-1和583cm-1附近有两个显著的吸收峰,分别相应于Cu(1)-O和Cu(2)-O的伸缩振动.在低掺杂区 (0≤x≤0.5),535cm-1峰随x增加向低频方向移动,当x＞0.5时,该声子振动模随x增加反而逐渐硬化.585cm-1处的红外峰在0≤x≤1.0范围内峰位基本不变.高Fe掺杂区(x＞1.0),体系的结构畸变很强,使上述两个红外峰宽化而变成一个宽峰.电子顺磁共振实验(EPR)揭示了不同含量的Fe掺杂对Cu2+的自旋关联行为的影响.本文对不同掺杂区的声子振动,晶格结构和自旋特征进行了分析讨论.     

NdBa2Cu3-xMnxOy体系的结构和声子振动

利用X光衍射、红外光谱、电子顺磁共振等实验手段对多晶样品NdBa2Cu3-xMnxOy(0≤x≤0.3)的结构、声子振动和自旋关联情况进行了研究.结果表明:随着Mn掺杂浓度的增加,样品由四方结构转变为正交结构.红外谱的研究发现:所有样品在580cm-1附近都有一个峰,强度随着掺杂浓度的增加而增强,振动膜逐渐软化这和样品的微结构变化密切有关.ESR研究表明: NdBa2Cu3-xMnxOy体系在不掺杂或低掺杂浓度时只有很弱的自旋共振信号,进一步增加Mn含量,自旋信号增强,线宽降低,显示Mn掺杂浓度增加引起Mn离子的自旋局域化程度增强.本文讨论了掺杂对结构、红外谱和自旋关联的影响.     

晶格热振动对准二维强耦合极化子有效质量的影响

采用Tokuda改变的线性组合算符法和改进的LLP变分法，研究了晶格热振动对无限势垒量子阱中电子与界面光学声子强耦合、与体纵光学声子弱耦合系统的影响，推导出作为阱宽和温度函数的极化子有效质量的表达式. 尤其得到了量子阱中极化子的振动频率及其随阱宽和温度变化的规律. 对KI/AgCl/KI量子阱进行了数值计算，结果表明，极化子的振动频率和有效质量随阱宽的增加而减小、随温度的升高而减小，但不同支声子与电子相互作用对极化子的振动频率和有效质量的贡献以及它们随阱宽和温度的变化情况大不相同. 关键词： 量子阱 强耦合极化子 振动频率 有效质量 温度依赖性     

Al掺杂对LaBa2Cu3Oy体系的物理性质的影响

利用红外光谱．电子顺磁共振以及电阻率等实验手段，对LaBa2Cu3-xAlxOy（0≤x≤0．7）系列样品进行了研究．结果表明：Al掺杂导致了体系电荷的重新分布．随着Al掺杂量的增加，超导电性被很快地抑制，电阻率逐渐增大．随着Al掺杂量的增加，Cu（1）-O（1）（530cm^-1）的伸缩振动模的强度逐渐增大，并向低频方向移动。而Cu（1）-O（4）（590cm^-1）的震动模逐渐向高频方向移动．电子顺磁共振实验（EPR）揭示了不同含量的Al掺杂对Cu^2＋的自旋关联行为的影响．本文对不同掺杂区的声子振动、自旋关联变化和输运性质进行了分析讨论．     

双层介电系统的Raman散射——ZnSe/玻璃和ZnSe/GaAs的表面声子模

本文实验观测了双层介电系统ZnSe/玻璃和ZnSe/GaAs的表面声子模,并利用极化场边界条件对上述体系的表面声子频率进行了计算。实验结果与计算结果符合得比较满意。     

极性晶体中表面极化子的温度效应

有不少的极性晶体,电子与体纵光学声子的耦合弱,但与表面光学声予的耦合强.本文讨论电子和体纵光学声子耦合弱,与表面光学声子耦合强时对表面极化子的温度特性的影响,用线性组合算符法研究表面极化子的振动频率、诱生势和有效质量的温度依赖性.对AgBr晶体进行了数值计算,结果表明极化子的振动频率,诱生势和有效质量随温度的升高而减小.     

抛物量子点中强耦合束缚极化子的光学声子平均数

采用线性组合算符和幺正变换方法研究了在库仑场束缚下抛物量子点中强耦合束缚极化子的振动频率和光学声子平均数,并对其进行了数值计算。结果表明:强耦合束缚极化子的振动频率和光学声子平均数随量子点的有效受限长度的增加而减小,随电子-LO声子耦合强度的增强而增加,束缚极化子的振动频率随库仑势的增加而减小。     

Na、 Be、 Mg掺杂单层MoS_2的第一性原理研究

本文基于第一性原理研究了Na、 Be、 Mg掺杂单层MoS_2的稳定性、能带结构、态密度以及电荷分布.得到Be掺杂单层MoS_2体系在实验上较容易实现,在三者掺杂体系中稳定性最强.与此同时,掺杂体系的带隙值都降低,有利于电子的跃迁,增强了导电性能;掺杂原子打破了原体系的平衡关系,导致周边S原子p轨道上的多余的电子会与近邻Mo原子d轨道上的电子产生相互作用;平衡的打破,也导致了杂质原子周围存在着电荷聚集和损失的现象.     

极性晶体中表面磁极化子的温度依赖性

本文讨论电子和体纵光学声子耦合弱,与表面光学声子耦合强时对表面磁极化子的温度特性的影响,用线性组合算符法研究表面磁极化子的振动频率和诱生势的温度依赖性.对AgCl晶体进行了数值计算.结果表明,极化子的振动频率和诱生势随温度的升高而减小.     

抛物量子点中弱耦合束缚极化子的相互作用能

研究了抛物量子点中弱耦合束缚极化子的性质,采用改进的线性组合算符和幺正变换方法导出了束缚极化子的振动频率、有效质量和相互作用能。讨论了量子点的有效受限长度、电子LO声子耦合强度和库仑场对抛物量子点中弱耦合极化子的振动频率、有效质量和相互作用能的影响。数值计算结果表明:弱耦合束缚极化子的振动频率和相互作用能随有效受限长度的减少而急剧增大,振动频率随库仑势以及电子LO声子耦合强度的增加而增加,而相互作用能随库仑势以及电子LO声子耦合强度的增加而减小。有效质量仅与电子LO声子耦合强度有关。     

GaN载流子浓度和迁移率的光谱研究

用红外反射光谱的方法对生长在蓝宝石衬底上的α-GaN外延薄膜的载流子浓度和迁移率进行了研究.通过测量蓝宝石衬底和不同Si掺杂浓度的一系列GaN外延膜的远红外反射谱并进行理论计算和拟合,得到GaN中的声子振动参量和等离子振荡的频率及阻尼常量,并由此计算得到其载流子浓度和迁移率.计算结果,红外方法得到的载流子浓度与Hall测量相一致,但迁移率比Hall迁移率要低约二分之一.同时红外谱与喇曼谱上明显观察到LO声子与等离子体激元耦合模,(LPP)随掺杂浓度的变化. 关键词： α-GaN外延薄膜 红外反射光谱 载流子浓度 迁移率 LO声子与等离子体激元耦合模 Raman光谱