介观尺寸原子链中的等离激元：紧束缚模型

本文运用紧束缚模型对介观尺寸原子链的等离激发进行了系统的研究, 通过量子响 应理论和相无规近似得到了等离激元的本征频率方程, 通过该方程计算了系统中等离子体的激发能量, 并分别对体系的本征振荡以及外电场作用在原子链上发生共振的情况进行了研究. 结果表明, 体系在外场作用下发生共振时, 偶极矩的峰值与等离子体的激发态相对应, 说明外场此时激发了等离激元; 体系处在共振情况下, 电荷振荡的幅度远远大于非共振的情况, 相对来说体系的电荷虚部的共振更为明显. 对于体系的本征等离振荡频率, 同等长度时等离子体的激发能量总是大于同级的单电子激发能量; 等离激元的能谱与原子链的长度和电子密度以及系统的库仑关联强度都有很大关系; 在原子链长度保持不变的情况下, 等离子体的激发能量随电子数目的变化以半满为中心呈对称关系. 关键词： 纳米结构 一维原子链 等离激元     

一维原子链局域等离激元的非线性激发

本文基于含时密度泛函理论, 研究了不同频率光脉冲场作用下一维钠原子链中电子的输运与等离激元共振之间的耦合规律. 在等离激元共振点附近约0.8 eV频率范围内的光脉冲场, 都可以激发体系的等离激元共振. 这些不同频率外场激发的等离激元共振强度大小在一个数量级. 外场频率越接近等离激元共振频率, 外场激起的等离激元振动的振幅越大. 对于线性原子链等离激元的非线性激发现象, 本文用经典谐振子模型给出了定性解释.     

非对称量子点中电子的激发能量和跃迁谱线频率

研究了非对称量子点中与声子强耦合的电子的性质.采用线性组合算符和幺正变换方法研究非对称量子点中与声子强耦合的电子的第一内部激发态能量、激发能量和第一内部激发态到基态的跃迁谱线频率随量子点的横向和纵向有效受限长度,电子-声子耦合强度的变化关系.数值计算结果表明:非对称量子点中与声子强耦合的电子的第一内部激发态能量、激发能量和第一内部激发态到基态的跃迁谱线频率随量子点的横向和纵向有效受限长度的减小而迅速增大,表现出奇特的量子尺寸效应.非对称量子点中与声子强耦合的电子的第一内部激发态能量随电子一声子耦合强度的增加而减小.非对称量子点中与声子强耦合的电子的激发能量和第一内部激发态到基态的跃迁谱线频率随电子-声子耦合强度的增加而增大.     

量子等离激元管中窥豹

等离激元是金属中自由电子的集体振荡,其在物理,生物、化学、能源、信息等领域具有重要的应用前景.近些年来对等离激元量子效应研究的深入开展使得等离激元研究迈入了新阶段.本文首先简要介绍了等离激元的两个基本特性:光压缩效应和局域电场增强效应;随后回顾了量子等离激元方面的最新的进展,包括量子纠缠效应,量子尺寸效应,量子遂穿效应,等离激元在台阶势垒处的反射与激发,等离激元对电子相干效应的增强;最后对量子等离激元研究进行了总结和展望.     

非对称量子点中强耦合磁极化子激发态的性质

采用线性组合算符和幺正变换方法,研究非对称量子点中强耦合磁极化子的激发态性质。导出强耦合磁极化子的第一内部激发态能量、激发能量和从第一内部激发态到基态的跃迁谱线频率随量子点的横向和纵向有效受限长度、磁场的回旋频率和电子-声子耦合强度的变化关系。数值计算结果表明：第一内部激发态能量、激发能量和跃迁谱线频率随磁场的回旋频率和电子-声子耦合强度的增加而增大.随量子点的横向和纵向有效受限长度的减小而迅速增大,表现出奇特的量子尺寸效应。     

磁场对非对称量子点中极化子性质的影响

采用线性组合算符和幺正变换方法研究磁场对非对称量子点中弱耦合磁极化子性质的影响.导出了非对称量子点中弱耦合磁极化子的振动频率、基态能量和基态结合能随量子点的横向和纵向有效受限长度、磁场和电子-声子耦合强度的变化关系.数值计算结果表明:非对称量子点中弱耦合磁极化子的基态能量和基态结合能随量子点的横向和纵向有效受限长度的增加而迅速增大.随回旋频率的增加而增大,随电子-声子耦合强度的增加而减小.     

非对称量子点中弱耦合极化子的相互作用能

采用改进的线性组合算符和幺正变换方法,研究非对称量子点中弱耦合极化子的性质.导出了非对称量子点中弱耦合极化子的振动频率和相互作用能随量子点的横向和纵向有效受限长度和电子-声子耦合强度的变化关系.数值计算结果表明:非对称量子点中弱耦合极化子的振动频率和相互作用能随量子点的横向和纵向有效受限长度的减小而迅速增大,表现出奇特的量子尺寸效应.     

库仑场对量子点中强耦合束缚极化子激发态性质的影响

采用线性组合算符和幺正变换方法研究量子点中强耦合束缚极化子的振动频率、第一内部激发态能量、激发能量和共振频率的性质。讨论了这些量随量子点的有效受限长度、电子-声子耦合强度和库仑束缚势的变化关系。通过数值计算结果表明:量子点中强耦合束缚极化子的振动频率、第一内部激发态能量、激发能量和共振频率随量子点的有效受限长度的减小而迅速增大,随库仑束缚势和电子-声子的耦合强度的增加而增大。     

若干In2Se3 化合物的晶体结构与电子特性

等离激元是金属中自由电子的集体振荡，其在物理，生物、化学、能源、信息等领域具有重要的应用前景。近些年来对等离激元量子效应研究的深入开展使得等离激元研究迈入了新阶段。本文首先简要介绍了等离激元的两个基本特性：光压缩效应和局域电场增强效应；随后回顾了量子等离激元方面的最新的进展，包括量子纠缠效应，量子尺寸效应，量子遂穿效应，等离激元在台阶势垒处的反射与激发，等离激元对电子相干效应的增强；最后对量子等离激元研究进行了总结和展望。     

量子点中极化子的内部激发态性质

采用Huybrechts线性组合算符和幺正变换方法研究了抛物量子点中的强、弱耦合极化子的激发态性质。分别导出强、弱耦合情况下,抛物量子点中的极化子的第一内部激发态能量、激发能量、共振频率与量子点的有效受限长度和电子-声子耦合强度的关系。数值计算结果表明,量子点中弱耦合和强耦合极化子的内部激发态能量、激发能量和共振频率都随量子点的有效受限长度的减小而迅速增大。弱耦合极化子的第一内部激发态能量随电子-声子耦合强度的增加而减少;而强耦合极化子的振动频率随量子点的有效受限长度的减小而迅速增加。弱耦合极化子的第一内部激发态能量、激发能量和共振频率随电子-声子耦合强度的增加而减小。     

磁场和库仑场对抛物量子点中弱耦合极化子激发态性质的影响

采用线性组合算符和幺正变换方法研究了磁场和库仑场对抛物量子点中极化子激发态性质的影响。导出了抛物量子点中弱耦合束缚磁极化子的振动频率、第一内部激发态能量、激发能量与量子点的有效受限长度、库仑束缚势和磁场的回旋频率之间的变化关系。通过数值计算,结果表明:抛物量子点中弱耦合束缚极化子的振动频率、第一内部激发态能量、激发能量均随量子点的有效受限长度减小而迅速增大。随库仑束缚势增大而增大。随磁场的回旋频率的增加而增大。     

量子点中弱耦合束缚极化子的内部激发态性质

采用线性组合算符和幺正变换方法研究库仑束缚势对量子点中弱耦合束缚极化子激发态性质的影响。计算了束缚极化子的振动频率、第一内部激发态能量、激发能量和共振频率随量子点的有效受限长度,电子-声子耦合强度和库仑束缚势的变化关系。结果表明:量子点中弱耦合束缚极化子的振动频率、第一内部激发态能量、激发能量和共振频率随量子点的有效受限长度的减少而迅速增大,随库仑束缚势的增加而增大。     

抛物量子点中强耦合磁极化子的性质

采用Pekar类型的变分方法研究了抛物量子点中强耦合磁极化子的基态和激发态的性质。计算了基态和激发态磁极化子的束缚能以及磁极化子的共振频率。讨论了这些量对回旋频率和有效限制强度的依赖关系,以及磁极化子光学声子平均数的性质,结果表明:由于Zeeman劈裂,抛物量子点中磁极化子的回旋共振频率劈裂为两支。基态和激发态磁极化子的束缚能以及磁极化子的共振频率都随回旋频率的增加而增大,随量子点的有效束缚强度的增大而减小。     

Antiresonance of electron tunneling through a quantum dot array

Electronic transport through a one-dimensional quantum dot array is theoretically studied. In such a system both electron reservoirs of continuum states couple with the individual component quantum dots of the array arbitrarily. When there are some dangling quantum dots in the array outside the dot(s) contacting the leads, the electron tunneling through the quantum dot array is wholly forbidden if the electron energy is just equal to the molecular energy levels of the dangling quantum dots, which is called as antiresonance of electron tunneling. Accordingly, when the chemical potential of the reservoir electrons is aligned with the electron levels of all quantum dots, the linear conductance at zero temperature vanishes if there are odd number dangling quantum dots; Otherwise, it is equal to 2e²/h due to resonant tunneling if the total number of quantum dots in the array is odd. This odd–even parity is independent of the interdot and the lead–dot coupling strength.     

温度对抛物量子点中弱耦合束缚磁极化子的影响

采用线性组合算符和幺正变换方法研究温度对量子点中弱耦合束缚磁极化子性质的影响,导出了弱耦合束缚磁极化子的振动频率、基态能量和声子平均数随温度的变化关系。取CdTe晶体为例进行数值计算,结果表明:弱耦合束缚磁极化子的振动频率、基态能量和声子平均数随温度的升高而增大,基态能量随量子点的受限强度的增强而迅速增大。     

Optical vibration modes in (Cd,Pb, Zn)S quantum dots in the Langmuir-Blodgett matrix

The structures with CdS, PbS, and ZnS quantum dots produced using the Langmuir-Blodgett method are investigated by infrared (IR) spectroscopy, Raman scattering, and ultraviolet (UV) spectroscopy. The quantum dot size estimated from the UV spectra and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) falls in the range 2–6 nm. The longitudinal optical (LO) phonons localized in quantum dots and the surface optical vibration modes are revealed in the IR reflection and Raman scattering spectra of the structures under investigation. The frequencies of the surface optical modes are adequately described with allowance made for the effect of localizing optical phonons in the quantum dots.     

Coherent longitudinal-optical ground-state phonon in CdSe quantum dots triggered by ultrafast charge migration

We observe the CdSe longitudinal-optical ground-state phonon in the electron transfer system composed of CdSe quantum dots and methylviologen directly by femtosecond absorption spectroscopy. A significant phase shift indicates that the coherent oscillations are triggered by an ultrafast charge migration, which is the consequence of an electron transfer from the photoexcited quantum dot to the molecular acceptor methylviologen. In contrast, the observed coherent phonons in isolated quantum dots stem from the frequency modulation of the quantum dot excited-state spectrum. From the probe wavelength dependence of the longitudinal-optical phonons in the electronic ground state and excited state it is possible to determine a biexciton binding energy of 35?meV.     

库仑场对抛物量子点中强耦合极化子性质的影响

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基态能量。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基态能量随量子点的有效受限长度的增加而减小,随电子-LO声子耦合强度的增加而增加,束缚极化子的基态能量随库仑势的增加而减小。