氧化硅层厚度对Si/SiO2界面电子态结构与光学性质的影响

在氧化硅上生长纳米硅晶,保持氧化硅的直接带隙结构,降低其能带带隙,以用于发光和光伏。采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了块体α-方石英、薄膜α-方石英、Si/SiO₂界面的电子态结构和Si/SiO₂界面的光学性质。结果显示,其均为直接带隙半导体,当薄膜α-方石英厚度和Si/SiO₂界面氧化硅层厚度逐渐减小时,能带带隙均逐渐变大,表现出明显的量子限制效应。光学性质计算结果表明：Si/SiO₂界面虚部介电峰和吸收峰的峰值随氧化硅层厚度降低而显著升高,且峰位向高能量方向蓝移。使用脉冲激光沉积制备了氧化硅上硅晶薄膜,测量了Si/SiO₂界面样品的PL光谱,在670 nm处存在一个强的发光峰,在波长超过830 nm后,Si/SiO₂界面样品的发光强度不断升高。因此,可以通过控制Si/SiO₂界面氧化硅层厚度有效地调控Si/SiO₂界面的电子态结构和光学性质,引进边缘电子态,调控其带隙进入1～2 eV区间,获取硅基发光材料...     

铁基超导体中的化学掺杂研究

目前已经发现的绝大部分铁基超导体都是通过化学掺杂而得到的。铁基超导体的母体一般在200K以下经历自旋密度波（SDW）转变：即其基态是一类巡游电子反铁磁不良导体。通过适当的元素替代可以在FeAs层产生额外的电子、空穴、巡游性或化学压力,从而有效地抑制SDW序,实现超导电性。本文侧重作者所在小组的相关研究结果,将铁基超导体中的元素替代研究分为FeAs层外和FeAs层内掺杂两大类,依次介绍和评述两年来国际上对4种主要铁基化合物中的化学掺杂研究进展。     

四氢吡咯双自由基及其等电子体系不同电子态稳定性和NLO性质的理论研究

摘要所选体系为非路易斯分子,即分子中含有一个可分裂的C—C键,两个电子占据非键分子轨道,对这类分子的能量和稳定性的研究已有报道．根据体系中两个自由基电子相互作用不同,该类分子可能具有三种电子态．本文采用密度泛函和从头算等方法在不同基组水平上,对四氢吡咯双自由基（体系a）及其两个等电子体系的NLO性质进行了理论研究．采用不同方法和基组优化体系a三种电子态的几何结构,     

基于原子操纵技术的人工量子结构研究

扫描隧道显微镜原子操纵技术是指利用扫描探针在特定材料表面以晶格为步长搬运单个原子或分子的技术.它是纳米尺度量子物理与器件研究领域一种独特而有力的研究手段.利用这种手段,人们能够以原子或分子为单元构筑某些常规生长或微加工方法难以制备的人工量子结构,通过对格点原子、晶格尺寸、对称性、周期性的高度控制,实现对局域电子态、自旋序、以及能带拓扑特性等量子效应的设计与调控.原子操纵技术与超快测量及自动控制技术的结合,使得人们能够进一步研究原子级精准的量子器件,因而该技术成为探索未来器件新机理、新工艺的重要工具.本文首先简介原子操纵方法的发展过程和技术要点,然后分别介绍人工电子晶格、半导体表面人工量子点、磁性人工量子结构、人工结构中的信息存储与逻辑运算、单原子精度原型器件等方面的最新研究进展,以及单原子刻蚀和自动原子操纵等方面的技术进展,最后总结并展望原子操纵技术的应用前景和发展趋势.     

翠绿亚胺聚合物高压下芳环扭角和能隙的缩减

利用改进的Ginder-Epstein模型计算了翠绿亚胺聚合物在参数V4,0取值于1.8～35.8 eV的自洽变分基态,并通过芳环扭角的变化来估算聚合物压强,给出了V4,0,芳环扭角及能隙与理论压强之间的最小二乘拟合.结果表明随此参数的增大,芳环扭角和能隙都缩减而理论压强升高.当理论压强由零压增至3.0 GPa左右时,能隙先快后慢从2.0 eV减小至最小值0.87 eV.这理论与该聚合物的高压电导测试结果一致.     

Ar (3P0,2 )与SO2反应产生SO (A″ 3Σ+)的光谱

On the flowing afterglow apparatus, in the energy transfer reaction between Ar (3P0,2) and SO2, two series of spectra were observed at two different downstream optical windows from the discharge region. According to the data obtained in this group’s report on the discharge of the mixture of Ar with SO2 and spectral simulation, the two spectrum progressions in the range of 320 and 600 nm were assigned to SO (A″3Σ+→X 3Σ-) and SO (c 1Σ-→X 3Σ-), respectively. The spectroscopic constants for the new electronic state were obtained by spectral simulation based on the method of the least square and shown as follows: T00 =(30460±18.0) cm-1, ωe′=(685±0.8) cm-1 and ωe′χe′=(7.7±8.0) cm-1.     

拓扑缺陷的不同分布对单壁碳纳米管电学性能的影响

在紧束缚近似基础上,利用扩展的Su-Schriffer-Heeger(SSH)模型,在实空间研究了在完整的"zigzag"碳纳米管中分别引入5/7,5/6/7,5/6/6/7拓扑缺陷所构成的(9,0)-(8,0),(9,0)-(7,0)和(9,0)-(6,0)三种异质结的电学性能.通过研究表明:这些拓扑缺陷不仅改变碳管的直径,而且支配费米能级附近的电学行为.并计算了(9,0)-(8,0),(9,0)-(7,0)和(9,0)-(6,0)系统的电子态密度,对这3种异质结的能带结构和电子态密度进行了比较.结果表明:五边形和七边形在碳管中分布的不同对碳管电学性能的影响明显不同.因此,可以研制出基于这些异质结的不同的电子器件基元.     

Tight—binding calculation of the electronic states of bulk—terminated GaAs（311）A and B surfaces

We have carried out theoretical investigations on the electronic structure of GaAs(311)A and GaAs(311)B surfaces. The bulk electronic structure of GaAs has been described by the second-neighbour tight-binding formalism and the surface electronic structure was evaluated via an analytic Green function method. First, we present the surface band structure together with the projected bulk band of both Ga-terminated and As-terminated for GaAs(311)A and GaAs(311)B surfaces, respectively. In each case, the number of surface states is determined, and the localized surface features and orbital properties of these surface states along Γ-Y-S-X-Γ high symmetry lines of the surface Brillouin zone are discussed. For the Ga-terminated GaAs(311)A (1×1) surface, we have tested two possible structure models, i.e. "the bridge site" and "the hollow site" models. In comparison with the angle-resolved photoelectron spectroscopy studied recently, the results have shown that the surface electronic states of the hollow site model are in good agreement with the experiments, whereas those of the bridge site model are not. So we have concluded that the hollow site model is favourable for the Ga-terminated GaAs(311) (1×1) surface and the bridge site model should be excluded.     

超晶格界面的电子反射与干涉

从电子波动的观点出发，考虑电子波在超晶格阱层／势垒层界面的反射与干涉，讨论超晶格的电子态. 提出一种计算超晶格电子态的新方法. 理论计算出的电子能态与实验结果一致.