石墨烯纳米带中量子谷霍尔相和自旋过滤的边界态（英文）

本文研究了边界势调控下石墨烯纳米带的电子性质.当空间反演对称性被子晶格势和边界势破坏时,系统中存在量子谷霍尔相和单边的量子谷霍尔相.考虑自旋轨道相互作用时,边界态对于谷指标和自旋指标都具有螺旋性,所以系统中可以同时存在量子谷霍尔相和量子自旋霍尔相.这些边界态导致了许多不同的谷电流和自旋电流.这些研究结果在自旋电子和谷电子器件方面有潜在的应用价值.     

双层石墨烯中自旋过滤态和量子自旋霍尔效应（英文）

本文研究了磁场作用下双层石墨烯中的拓扑相.当考虑内禀自旋轨道耦合时,系统中出现许多拓扑相,通过调节双层石墨烯的层间电压和费米能可以实现拓扑相变.另外,还研究了时间反演对称性破缺的自旋霍尔效应的稳定性,发现它对于对称性破缺的扰动是非常稳定的.在内禀自旋轨道耦合和塞曼劈裂共同作用下,当塞曼劈裂很强时,自旋霍尔态会被破坏而自旋过滤的霍尔态将依然保持.这些研究结果在自旋电子器件方面有着巨大的潜在应用价值.     

kagome晶格中无序和自旋交换作用对量子霍尔电导率的影响

数值计算了kagome晶格中无序和海森堡交换相互作用下的量子霍尔效应, 其中无序包括非磁性杂质和磁性杂质, 相互作用包括近邻的铁磁和反铁磁海森堡交换相互作用. 计算结果表明, 非磁性和磁性无序增强将导致量子化的霍尔电导平台从高朗道能级到低朗道能级逐步被破坏. 除了破坏霍尔电导平台, 磁性杂质还可以解除自旋简并, 使系统发生从非常规量子霍尔效应到常规量子霍尔效应的转变. 对于自旋交换作用影响下的霍尔电导, 铁磁相互作用同样会使系统发生从非常规量子霍尔效应到常规量子霍尔效应的转变, 而反铁磁相互作用却对系统的量子霍尔电导没有影响. 这暗示着在S=1/2的反铁磁kagome体系中形成的量子自旋液体仍然保有零能隙的特征.     

以混合态为初态实现Deutsch-Josza量子算法

给出了一种以混合态为初态实现Deutsch-Josza（D-J）量子算法的方法。根据这种方法,需要引入一个辅助量子比特,而且不必制备纯态就可以实现D-J算法,并且读出结果时只需对辅助量子比特进行测量,这样其结果的读出过程比一般的D-J量子算法的读出过程简单,因此这种方法更容易在实验上实现。     

不同环境下双量子点初态的保真度

针对初态都为自旋单重态的两对双量子点,数值模拟了不同环境下双量子点初态的保真度随着时间的演化,其中环境包括真空态、福克态、相干态、热态、耗散场以及外加随机磁场。模拟结果表明,在给定参数情况下,当环境为耗散场时,量子点的初态保真度会逐渐降至最低。无论环境是相干态还是热态,当平均光子数达到一定数目时,双量子点初态的退相干效果较显著。     

分形结构金属的电输运性质

基于电子－声子和电子－分形子相互作用，通过求解量子输运方程，计算出分形结构金属的电阻率和霍尔电导率．数值计算表明，对于不同的渡越频率，平面电阻率和霍尔角有不同的温度关系．     

量子密钥注入方案

基于Bell纠缠态提出了一个新的量子密钥注入方案并详细分析了其安全性。该方案可以作为一种完善的纠缠信道共享方式,也可以采取随机选择测量基直接测量或者随机选择纠缠态以纠缠交换方式注入量子或者经典密钥。与经典密钥注入不同,新的量子密钥注入方案能得到无条件安全的密钥,因为即使是密钥注入者也不能获取有关密钥的信息,这在密钥管理领域有非常重要的意义。     

物理系吴惠桢课题组在半导体量子结构的光、电特性研究中取得的新进展

<正>半导体量子点是半导体照明工程、太阳能电池、量子通信等领域的重要基础材料.最近,物理系博士生胡炼等在导师吴惠桢教授的指导下完成了对半导体量子点-金属纳米结构等离激元耦合态的精确调控,应用该耦合态可实现单一尺寸半导体量子点的白光发光,并可应用于LED器件中[Small,DOI:10.1002/smll.201400094].     

光子数增加的qs-相干态的量子统计性质的研究

本文利用形变的 qs-Languerre多项式研究了光子数增加的 qs-相干态的量子统计特性 ,并用数值计算方法研究了形变参数 q和 s 对光子数增加的 qs-相干态的非经典特性的影响 .     

非对易空间中的三维谐振子Wigner函数

概述了量子相空间分布函数引入的依据、非对易空间与非对易相空间的基本性质;讨论了非对易空间中量子相空间分布函数的具体表现形式;给出了在对易空间和非对易相空间中定态Schr-dinger方程和Wigner函数能量本征方程的表述式;并对照了它们在3种空间中的演变规律.最后,给出了在三维非对易空间和非对易相空间中谐振子模型Wigner函数的表达式.研究结果可以应用到更复杂的物理体系中.      

各向异性量子点中的二维磁极化子效应

本文研究了在垂直均匀磁场下各向异性量子点中具有中等电子-声子耦合强度的二维磁极化子效应.构造一个变分波函数,它由两部分的乘积组成,第一部分是相干声子态,由对声子真空态的Lee-Low-Pines变换得来;第二部分是电子波函数,由二维各向异性谐振子波函数通过特殊幺正变换得来.然后通过变分法获得极化子能谱的积分表达式.利用数值计算的结果,阐明了磁场和各向异性对小尺寸量子点的基态和第一、第二激发态能量的影响.     

非均匀电势和子晶格势调控下扶手型石墨烯纳米带的电子特性

扶手型石墨烯纳米带,由于其纳米带宽度的差异,可以分为金属型与半导体型.本文主要研究非均匀电势和子晶格势作用下扶手型石墨烯纳米带的电子特性.我们发现当只有子晶格势作用时,不同类型的扶手型石墨烯纳米带的能隙随子晶格势的增大基本呈线性增长.然而不同类型的扶手型石墨烯纳米带的能隙随非均匀电势的增大却呈现出不同的变化趋势.对于金属型的情况,在非均匀电势和子晶格势共同调控下,可以实现能隙的打开与闭合.最后,在纳米带上施加垂直磁场,两端电导表现出有趣的量子演化行为.     

量子点/多孔硅光子晶体生物传感器用于检测链霉亲和素

本文主要研究了基于量子点/多孔硅光子晶体制备生物传感器的可行性及其在生物检测中的实际应用.功能化多孔硅光子晶体器件与链霉亲和素连接形成生物特征元件.固定浓度的量子点标记的生物素与链霉亲和素发生特异性反应.多孔硅光子晶体的高反射带隙位于量子点发射荧光峰处,使得量子点的荧光信号得到放大.多孔硅光子晶体传感器的检测灵敏度明显提高,使检测限达到pM量级.     

基于二到六位比特编码的单量子比特丢失纠错

鉴于利用光子在光纤中传输来进行量子通信时, 最难纠正的错误是光子丢失情况, 提出一种两位逻辑比特到六位物理比特的编码方案. 当1个光子丢失时, 通过补充处于特定初始态的光子, 并执行一系列逻辑操作与投影测量便可纠正错误, 使得输出态与输入态一致. 方案在执行过程中无需辅助比特, 在一定条件下的通信效率比以往方案有所提高.     

与量子尺寸和几何相关的PbSe/CdSe/ZnSe量子点量子阱的自发辐射

本文研究了双壳层核壳结构量子点带间自发辐射特性,采用有效质量近似理论计算了球形和圆柱形PbSe/CdSe/ZnSe核壳结构量子点的本征能量和本征波函数以及系统能级Ec1和Ev1之间的自发辐射.进一步讨论了球形PbSe/CdSe/ZnSe量子点中,CdSe壳层厚度对自发辐射谱的影响以及柱形PbSe/CdSe/ZnSe量子点中,CdSe壳层厚度和圆柱体的高度变化对自发辐射谱的影响.分析结果表明,球形量子点的壳层厚度增加对导带和价带最低能级间的自发辐射率没有太大的影响.而圆柱形量子点的壳层厚度和高度的增加都会导致量子点系统导带和价带最低能级间的自发辐射率谱的蓝移.     

suq（2）相干态的一些性质

本文为量子代数ｓｕｑ（２）定义了归一化的相干态。研究了ｓｕｑ（２）代数生成元的相干态矩阵元，并导出了相干态间跃迁振幅的路径积分表表达式。     

非均匀材料样品的霍尔系数的计算

将不均匀材料网络化用等效电源的方法根据基尔霍尔定律得到了不均匀材料样品的霍尔系数的较为一般的表达式,应用该结果可以谇地计算不均匀材料样品的霍尔系数,而双层模型和三层模型是此表达式的特例。     

动态Stark移动下的双光子 Mazer的发射几率

随着激光冷却技术的发展,原子可冷却到质心运动作量子描述.自从1996年Scully等人首次研究了用超冷原子注入微波激射后,一种完全新型的诱导辐射Mazer便成了量子光学的研究热点.文章应用了"Mazer"的概念,提出了在动态Stark移动下的双光子Jaynes-Cummings模型.并在粒子数态、相干态下,计算了在一维方形模式函数下的发射几率.     

带光阑平凹腔高斯模式变化的矩阵方法分析

本文应用束腰不在光阑平面处的光阑矩阵, 分析带光阑平凹谐振空腔的光束参数, 得到了束腰和两镜上的高斯模, 并将这一结果与带光阑半共焦腔和不带光阑平凹腔的结果进行了比较和讨论.     

RHIC能区的Landau流体力学模型研究

在RHIC能区,末态产生粒子的快度分布并未表现为Bjorken流体力学理论所预言的中心快度平台分布特征,而与Landau流体力学模型所预测的相对论重离子碰撞末态粒子分布特征一致.本文利用Landau1+1维流体力学模型研究RHIC能区产生粒子的快度分布,讨论了在RHIC能区流体的横向膨胀位移对纵向快度分布的影响,由此得到的修正Landau流体力学模型可以很好地解释RHIC能区末态产生粒子π±、K±和反质子p等快度分布特征.