双原子分子激发态势能的自旋相关局域Hartree-Fock密度泛函理论方法

基于自旋相关局域Hartree-Fock (SLHF)势函数，本文提出了一种计算双原子分子激发态势能的密度泛函理论(DFT)方法，并将该方法应用于和的激发态势能曲线的计算。在只考虑交换能的情况下，本文的DFT计算结果与文献中精确方法和Hartree-Fock (HF)方法的结果符合的非常好，说明采用SLHF势函数作为交换势的DFT方法是一个很好的计算激发态势能的方法。本文还计算和探讨了电子的关联势函数和关联能，发现传统的近似方法在较大核间距的情况下大大低估了电子的关联能.     

Spin Polarization Properties of Na Doped Meridianal Tris（8-Hydroxyquinoline） Aluminum Studied by First Principles Calculations

We theoretically investigate the electronic structure and spin polarization properties of Na-doped meridianal tris（S-hydroxyquinoline） aluminum （Alq3） by first principles calculations. It is found that the spin density is distributed mainly in the Alq3 part in the Alq3：Na complex. Electron charge transfer takes place from the Na atom to the Alq3 molecule, which induces asymmetric changing of the molecule bond lengths, thus the spin density distribution becomes asymmetric. Spin polarization of the complex originates from the preferable filling of the spin-split nitrogen and carbon p-orbitals because of the different bond length changes of the Aiq3 molecule upon Na doping.     

钙钛矿结构RFeO3晶体的磁化跃迁效应研究进展

钙钛矿稀土正铁氧体RFeO₃具有丰富的磁性,这主要源于4f电子层的稀土离子和3d电子层的铁离子之间复杂的相互作用。磁化跃迁作为RFeO₃体系中的重要现象,是指体系中的稀土离子磁矩和铁离子磁矩在特定的磁场和温度下发生180°旋转,宏观表现为磁热曲线中磁化强度发生断崖式变化。本文综述了不同化合物RFeO₃的两种磁化跃迁现象,第一类磁化跃迁通常具有补偿点,F_R与F_Fe的排列耦合方向不变,第二类磁化跃迁则相反,且两类磁化跃迁出现的温区受外加磁场的调控。     

半导体超晶格国家重点实验室诚聘英才

<正>中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室是以半导体物理研究为主的国家重点实验室,在半导体材料生长、器件加工、物理测试和理论研究方面有着非常雄厚的研究基础,20年来为我国在半导体领域的基础研究方面做出了突出的贡献。现计划在半导体     

铪烯

正国际上首次报道了基于d电子过渡金属元素的二维蜂窝状晶体材料。这种由铪元素构成的二维蜂窝状结构比石墨烯具有更强的自旋轨道耦合,为研究二维体系中新的量子现象和电子行为提供了新的平台。铪也是当今半导体科学和技术中最重要的元素之一,制备出铪的类石墨烯结构对未来电子学也极其重要。该工作发表在Nano Letters 13,4671(2013),被Nature China和Nature Nanotechnology作为研究亮点进行报道。     

一例具有单分子磁体行为的单核钴-氮氧自由基异自旋配合物

合成并表征了一例2p-3d异自旋配合物[Co （hfac）₂（NIT-PyzMe-PhCHO）]（1），其中hfac=六氟乙酰丙酮，NIT-PyzMe-PhCHO=2-（3-（1H-咪唑-1-亚甲基）苯甲醛）-4，4，5，5-四甲基咪唑啉-1-氧基-3-氧化物。配合物1是单核结构，Co^Ⅱ离子与直接配位的氮氧基团之间存在强的反铁磁耦合。此外，与磁弛豫相关的频率依赖的虚部信号证实了其单分子磁体行为。     

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。     

光纤腔耦合碳化硅薄膜的理论计算

半导体材料中的自旋色心是量子信息处理的理想载体,引起了人们的广泛兴趣.近几年,研究发现碳化硅材料中的双空位、硅空位等色心具有与金刚石中的氮-空位色心相似的性质,而且其荧光处于更有利于光纤传输的红外波段.然而受限于这类色心的荧光强度和谱线宽度,它们在量子密钥分发和量子网络构建等方面的实际应用依然面临严峻的挑战.利用光学腔耦合自旋色心实现荧光增强和滤波将能有效地解决这些难题.将光纤端面作为腔镜,并与自旋色心耦合可以实现小模式体积的腔耦合,而且天然地避免了需要再次将荧光耦合进光纤而造成损耗的缺点.本文理论计算了耦合碳化硅薄膜的光纤腔的性质和特征.首先通过优化各项参数包括薄膜表面粗糙度、腔镜反射率等,理论分析了存在于光纤腔中的不同模式的特点,以及光纤腔耦合色心的增强效果及相关影响因素.进一步地研究了对开放腔而言最主要的影响因素—振动对腔性质、色心的增强效果以及耦出效率的影响,最终得到在不同振动下的最大增强效果以及对应的耦出透射率.这些结果为今后光纤腔耦合色心的实验设计提供了最直接的理论指导,为实验的发展和优化指明了方向.     

Theoretical Study of Interesting Fine-Structure Splittings Based on a Scenario for Precise Calculations

Based on the multi-configuration Dirac-Fock self-consistent field method, a scenario has been presented to calculate the fine-structure energy levels of C^2＋ and Si^2＋ excited states （31 D2 and 33D1,2,3）. The Breit interactions and quantum electrodynamics corrections are added as perturbations. The present calculation results are found to be in excellent agreement with the experimental data. By means of the precise calculation procedure, we elucidate that four competitive mechanisms influence the interesting fine-structure splittings in C^2＋ and Si^2＋, such as spin-orbit interactions, relativistic corrections of exchange interactions, the Breit interactions and electron correlation effects. Furthermore, the mechanism of relativistic correction of exchange interactions has been studied clearly. We elucidate that the inner shell 2p1/2,3/2 orbitals are essential to relativistic corrections of exchange interactions which are crucial for the final anomalous fine-structure splittings.     

荧光自旋捕获探针的合成及ESR捕获研究

设计合成了具有荧光基团的新型硝酮类自由基捕获探针并对其结构进行了表征.自由基捕获实验结果表明,该探针能实现对超氧阴离子自由基与碳中心自由基的捕获.此外,该自由基捕获探针反应产物的荧光强度与被捕获自由基浓度之间存在相关性,有望建立依据荧光强度分析被捕获自由基浓度的新方法.