液晶分子预倾角的温度依赖性的研究

液晶分子的预倾角是液晶显示器件的重要参数，本文探讨了温度对平行排列的液晶分子的预倾角的影响，指出了温度的升高，导致液晶分子的预倾角降低，并用分子空间相互作用模型进行了理论分析。     

多功能分子基磁性材料研究进展

多功能分子基磁性材料不仅可以表现出单分子磁体的慢弛豫行为,还可以展现出其他丰富多彩的物理或化学性质,如荧光、手性、铁电性、吸附、催化等,在光电以及自旋电子器件等多个领域具有潜在的应用前景.设计和开发新型的多功能分子基磁性材料作为单分子磁体研究领域一个重要的研究方向,引起了研究者广泛的关注.本文主要从合成策略,结构与性能的关系出发,综述了近年来多功能分子基磁性材料的研究进展,并对今后相关领域的发展做出了展望.     

三端纳米分子桥的电子传输特性研究

利用基于Green Function的Tight-binding方法,对由平面共轭分子连结成的三端子纳米分子桥进行了理论研究和数值模拟,得出了入射电子通过纳米分子桥传输到各个端点的电子传输概率,揭示出传导电子与分子轨道共振时传输峰值的出现和电子传输振荡的物理机制。利用Fisher-Lee关系式和电子流密度理论,在传输概率出现峰值的两个能量点E=±1.89处计算了分子桥内的电子流分布,同时得出了键电子流的最大值,并且得出了数值模拟结果。     

高性能稀土单分子磁体

单分子磁体(SMMs)具有磁性双稳态和慢弛豫机制,在量子计算、超高密度存储材料等领域具有潜在的应用前景.第一例稀土单分子磁体(Ln-SMMs)发现,标志着单分子磁体研究领域新时代的开始.稀土金属离子,特别是镝离子一直被认为是构建用于高性能单分子磁体的优秀候选者,使得Ln-SMMs的翻转能垒和阻塞温度的记录不断被刷新,引起了研究者广泛的关注.本文主要从合成策略,结构和性能方面出发,综述了近年来高性能Ln-SMMs的研究进展,并对今后的发展和面临的问题进行了探讨和展望.     

铁电液晶分子光学特性的模拟分析

利用计算机对铁电液晶分子的光学特性进行了模拟计算．分析了入射光和铁电液晶分子指向矢方向的相互关系。     

单分子膜诱导下晶体生长中的晶格匹配

有机基质与无机晶体的晶格几何匹配是导致生物体内矿物有序生长并具有特殊理化性质的重要因素之一.作为模拟生物矿化的重要模板之一,Langmuir单分子膜具有独特的优势.本文综述了单分子膜诱导下CuSO4、Na2SO4、PbS、CdS、BaF2和CaF2等晶体生长过程中的晶格匹配,讨论了单分子膜亲水头基、膜的电荷性质、膜聚集态等因素对膜控晶体生长过程中晶格匹配的影响.指出了该领域所面临的问题和将来的发展方向.     

Pyrene分子(小片石墨晶体)的电子传导特性

利用量子理论中基于Green函数的tight-binding方法,对pyrene分子的电子传导和电子流分布进行了理论研究。在考虑到界面耦合和Hopping积分的情况下,得出了电子透射谱和流分布的模拟结果。结果显示透射与电子的能量紧密相关;谱的振荡特征是能级量子化的结果;流分布有着特定的方向,并且在每一个原子点上符合Kirchhoff量子流守恒定律。另外还发现了桥接pyrene分子的正负能开关特性。     

纳米三苯环分子带不对称电子传导特性

利用基于Green Function的Tight-binding方法,对由三个苯分子环耦合成的输入与输出电极不对称纳米分子带进行了理论研究.通过数值计算,得出了入射电子通过分子带传输到不对称端点的电子传输谱.利用Fisher-Lee 关系式和量子流密度理论,在传输峰值的六个能量点E=±0.45eV、E=±1.06eV和E=±1.46eV处,分别计算了分子带内的电子流分布,并且给出了分子带内电子流分布的模拟结果.对电子通过分子带的传输特性和键电子流生成的物理原因给出了合理的解释.     

Li原子掺杂C28单分子器件的热自旋输运性质

利用第一性原理对Li原子掺杂C₂₈的分子器件的热自旋输运性质进行了计算。在不同的温度场下,上下自旋分别为Li原子掺杂C₂₈的分子器件中的空穴和电子提供了输运通道,在MJ₁和MJ₃分子器件中,热自旋电流随着温度增加而增大,但在MJ₂分子器件中,热自旋电流先增大再减小。三种分子器件都出现了自旋塞贝克效应,MJ₂还出现了负微分电阻现象,利用费米-狄拉克分布和自旋输运谱对其物理机理进行了解释。根据Li掺杂C₂₈的单分子器件的热自旋输运性质,可设计新的自旋纳米器件。     

C60分子的电子传导和量子流分布研究

利用基于Green's function的tight-binding方法,对由两条原子线电极连接C60分子远端构成的电子传导系统进行了理论计算和数值模拟,得出了入射电子通过C60分子传输到远端点的电子传输谱.其结果揭示了电子传导过程中C60分子的开关特性,并且得出了电子传输能量与分子轨道共振时传输概率峰值的出现及振荡特征.利用Fisher-Lee关系式和量子流密度理论,在传输概率峰值的能量点E=-1.38eV处获得了C60分子内的量子流分布,给出了键量子流的最大值和最小值.对全部分子键上的量子流数值进行了图形模拟,其结果符合量子流动量守恒定律.     

电极耦接变化对分子器件电子输运特性影响的研究

利用基于Green函数的 Tight-binding 理论,对phenalenyl构成的单分子器件电极耦接点变化情况下的电子输运特性进行了研究.通过理论计算,得出了分子与原子线电极间接点变化对电子输运的影响.结果显示电子通过phenalenyl分子器件的概率随着分子与电极的耦合点的变化而改变.当耦接点改变时,不仅电子通过phenalenyl分子的概率变化,而且无源正负能量开关器件的特征也发生变化.所得结果还揭示出在应用phenalenyl分子器件时,只需改变电极耦接,就可以获得具有不同电子学特性的分子器件.     

单分子膜系统中二维生长过程的研究

当处于气液界面的类脂类化合物的单分子膜被压缩时,随着分子间距的缩小,单分子膜将经历一系列相变过程.通过荧光显微术可以观测到新相的成核和生长过程.由于单分子膜的二维特性,该系统中的实验观测对于检验和发展二维界面生长理论尤为重要.本文总结了近年来本课题组与相关单位合作,在单分子膜系统中发现的实验现象以及对其生长机制的系列研究.内容包括对单分子膜系统中的成核、界面稳定性、枝晶生长、形态演变等的观测和分析.     

昆明物理研究所分子束外延碲镉汞薄膜技术进展

碲镉汞(MCT)自从问世以来一直是高端红外(IR)探测器领域的首选材料,分子束外延碲镉汞技术具有低成本异质外延、材料能带精准调控、原位成结等优势,是第三代红外焦平面陈列(FPA)器件研制的重要手段。本文报道了昆明物理研究所分子束外延(MBE)MCT薄膜技术进展,包括材料结构、晶体质量、表面缺陷、材料均匀性、掺杂浓度等参数优化控制的研究结果。异质衬底、碲锌镉衬底上MCT薄膜尺寸分别为4英寸(10.16 cm)及2.5 cm×2.5 cm,材料EPD值分别在1×10⁶ cm^-2附近及(3~30)×10⁴ cm^-2范围,表面宏观缺陷密度分别在30 cm^-2附近及100~300 cm^-2范围,薄膜质量与国内外先进水平相当。采用分子束外延MCT薄膜实现了2 048×2 048中波红外(MWIR)、2 048×2 048短波甚高分辨率红外(SWIR)焦平面、640×512中短双色红外(S-MWIR)、320×256中中双色红外(M-MWIR)FPA探测器的研制和验证。     

Ag/MoS2复合纳米材料对香精分子的SERS效应

采用正丁基锂插层法在室温下制备了MoS2纳米片悬浊液;同时,在酒石酸和抗坏血酸的还原作用下,由硝酸银溶液制备了Ag纳米粒子分散液.将两种液体按一定比例混合,再放置过夜后就可制得Ag/MoS2复合纳米材料.以邻氨基苯甲酸甲酯香精分子为标记物,在波长为785 nm的激光激发下,对该复合材料的表面增强拉曼散射(SERS)光谱性能进行了测试,结果表明,该材料对香精分子具有很高的SERS效应.     

Si和GaAs衬底上的ZnTe、CdTe分子束外延材料的晶向倾角

本文采用X射线双晶衍射二次测量法对φ76mm Si(211)和GaAs(211)B衬底上生长的ZnTe和CdTe外延层的晶向倾角进行了测量,发现对于Si和GaAs衬底,外延层的[211]均绕外延层与衬底的[0-11]复合轴朝[111]倾斜,其晶向倾角与晶格失配呈线性关系;通过实际测量验证了在外延层探测到的[133]峰代表[211]关于[111]旋转180°的[255]孪晶向.     

固态源分子束外延法生长InGaP/GaAs异质结构的热力学分析

本文建立了采用分子束外延法制备InGaP/GaAs异质结构的热力学模型,其中考虑了两个重要的因素,由晶格失配引起的内在应力和InP的脱附.所得到的模型与现有实验结果匹配较好.该模型的实验结果表明在InGaP的生长过程中,生长温度,In/Ga束流比及合金组分之间的相互关系,同时也与实验数据相吻合.该模型对于其他气相沉积生长方式也具有一定的适用性.     

半导体单量子点的分子束外延生长及调控

Ⅲ-Ⅴ化合物半导体外延单量子点具有类原子的分立能级结构，能够按需产生单光子和纠缠多光子态，而且可以直接与成熟的集成光子技术结合，因此被认为是制备高品质固态量子光源、构建可扩展性量子网络最有潜力的固态量子体系之一。本综述的重点是介绍高品质单量子点的分子束外延生长及精确调控的方法。首先介绍了晶圆级均匀单量子点的分子束外延生长，并探讨了调控浸润层态和量子点对称性的生长方法；接下来概述了利用应变层调控量子点发射波长的方法，总结了几种常见的电调控单个量子点器件的设计原理；最后讨论了最近为实现优异量子点光源而开发的液滴外延生长技术。     

等离子体增强分子束外延生长ZnO薄膜及光电特性的研究

利用等离子体辅助分子束外延设备(P-MBE)在蓝宝石(Al2O3)衬底上外延生长ZnO薄膜,研究了不同生长温度对结晶质量的影响.随着生长温度的升高,X射线摇摆曲线(XRC)半高宽从0.88°变窄至 0.29°,从原子力显微镜(AFM)图像中发现薄膜中晶粒从20nm左右增大至200nm,室温光致发光(PL)谱中显示了一个近带边的紫外光发射(UVE)和一个与深中心有关的可见光发射.随着生长温度升高,可见光发射逐渐变弱,薄膜的室温载流子浓度由1.06×1019/cm3减少到7.66×1016/cm3,表明在高温下生长的薄膜中锌氧化学计量比趋于平衡,高质量的ZnO薄膜被获得.通过测量变温光谱,证实所有样品在室温下PL谱中紫外发光都来自于自由激子发射;随着生长温度的变化UVE峰位蓝移与晶粒尺寸不同引起的量子限域效应相关.     

水热合成三维超分子配位聚合物[Cd(C2O4)(H2O)2]·H2O及晶体结构

在水热条件下,制备了二维层状配位聚合物 [Cd(C2O4)(H2O)2] ·H2O(1)的单晶体,对其进行了X射线粉末衍射、元素分析、红外光谱、热重分析和X射线单晶衍射测定.单晶结构分析表明,该晶体属于三斜晶系,P-1空间群,晶胞参数a=0.60109(12)nm, b=0.66607(13)nm,c=0.84987(17)nm,α=74.72(3)°,β=74.33(3)°,γ=81.07(3)°,V=0.31473(11)nm3,Z=2,R1=0.015,ωR2=0.0368.草酸镉单晶结构由两个2D层构成,每一个2D层是由[Cd2(C2O4)2(H2O)4]·2H2O的重复单元形成,每个单元是由一个七配位独立镉原子配位而成(五个草酸氧原子和两个水分子氧原子).2D层与层之间通过不同层草酸分子与配位水分子之间及草酸与客体水分子之间形成的氢键将2D层状化合物连成一个3D超分子结构.热重分析表明该配位聚合物在340℃下稳定.