限域量子态调控研究

电子、激子和声子等量子态在固体中的行为早已被人们所熟知. 然而，当体系的尺寸只有纳米量级的时候，已有的固体理论常常不能适用，需要新的低维物理理论的建立. 我们系统研究了低维体系限域量子态（包括电子、激子和声子）的行为对环境、应力、压力及光的响应和性质的调控. 较早认识到低维体系之显著的表面-体积比对量子态性质调控之有效性，系统地揭示了低维体系的一系列由表面和应力决定的新颖性质，证明了低维体系的表面和应力效应同量子限域效应同等重要. 本文概况了如下五个方面的结果：（1）一种使用应力效应调控电子能带结构的方法和（2）一种使用表面效应调控电子能带结构的方法（这两个方法都可将低维体系能带从间接能隙调控至直接能隙能带结构）；（3）一种低维体系表面掺杂方法，该方法将在低维体系掺杂中取代传统方法；（4）量子点表面诱导的光致异构现象；（5）基于表面自催化半导体低维结构的形成机理. 希望我们的研究工作有助于促进低维体系在光电子、纳电子、环境、能源、生物和医学等领域的应用.     

a-Si:H掺杂机理的研究

本文利用CNDO/2量子化学理论方法,对P和B原子在四面体配位的Si₄₆和Sl₄₆H₆₀H₄^*原子集团中置换Si原子前后的原子集团能量和能态分布变化进行了计算.计算结果表明:1)在Si₄₆H₆₀H₄^*原子集团中用P(或B)置换引Si原子后在能隙中明显地出现施主(或受主)态子带,同样在Si_{46相似文献}   

超球坐标下原子、分子体系的变分计算：—氦原子和氢负离子基态

应用超球会标表示氦原子和氢负离子的薛定谔方程，将二电子原子在三维空间中的运动转化为单电子原子在六维空间中受广义库仑力作用的运动，我们给出了六维空间广义角动量算符的本征值与本征函数，并以此本征函数微基构造超球波函数，得到超球径微分方程，以广义Laguerre 多项式表示超球径波函数，运用密度矩阵和线性变分法得到非正交基下超球径波函数满足的久期方程，最后求得能量和波函数，计算结果与精确的计算符合良好。     

清洁Si(111)表面电子结构的理论研究

本文报道在原子集团模型下用CNDO-SCF方法对清洁Si(111)表面电子结构的系统研究结果:(1)计算了表面上的净电荷分布、电荷转移以及局域在各原子轨道上的电荷;发现T₃⁰,T₃⁺和T₃^-式的表面悬挂键结构较难存在;表面原子趋于形成带有分数电荷的悬挂键,而实际上这些悬挂键彼此结合成弯键;表面原子及其悬挂键上有净电荷积累,且有很强的定域性和取向性。(2)计算了原子集团模型的静 关键词：     

Surface effects on the thermal conductivity of silicon nanowires

Thermal transport in silicon nanowires (SiNWs) has recently attracted considerable attention due to their potential applications in energy harvesting and generation and thermal management. The adjustment of the thermal conductivity of SiNWs through surface effects is a topic worthy of focus. In this paper, we briefly review the recent progress made in this field through theoretical calculations and experiments. We come to the conclusion that surface engineering methods are feasible and effective methods for adjusting nanoscale thermal transport and may foster further advancements in this field.     

a-Si:H中本征缺陷引起的赝隙态

本文取原子集团模型Si₈H₁₈,Si₁₇及从连续无规网络中挖取的集团模型Si₂₉和Si₄₇,用CNDO LCAO-MO方法计算其电子结构,探讨了a-Si:H中由弱键、弯键和带电组态等本征缺陷引起的赝隙态分布。结果表明,当弱键拉伸时,两个弱键态移动并收缩至带隙中央;过剩电荷使弱键能级移至价带顶或导带底附近;弯键态主要出现在价带顶附近。当弯键曲率较大时,弯键态上移至带隙中央以下的区域。结构拓扑无序导致 关键词：     

一维函数方法求解原子和分子薛定谔方程

对薛定谔方程的严格数值求解, 尤其是发展标准方法之外的、 包含新功能的解法, 一直是物理学研究的基本关注点. 本文介绍一种近些年发展的一维函数近似解方法, 该方法通过对波函数的不同坐标分量进行处理来求解原子和分子体系的薛定谔方程. 电子的试探波函数被离散化到实空间均匀格点上, 因此可以通过残差矢量校正的方法对其进行改进. 一维函数方法本身的特征决定其非常利于数值积分, 避免了很多由常规的多电子、 多中心势分子积分所带来的问题. 计算中, 最终能量是从严格的能量上限逐渐收敛所获得, 计算出的两电子薛定谔波函数呈现出常规单电子近似方法所含有的电子关联效应. 不同于密度泛函理论及Hartree-Fock的单电子解法, 本方法对电子-电子排斥能的多体效应的处理更加精确.     

Influence of High Atomic Hydrogenation on the Electronic Structure of Zigzag Carbon Nanotubes： A First-Principles Study

Using density functional theory, we study high hydrogenated zigzag single-walled carbon nanotubes from （7,0） to （11,0）. Two structure transitions are classified： type A is a metallic transition and type B is a ＂semiconductive transition＂ according to the energy band structure. The charge density transforms only at the C-C bonds without hydrogenated sites. The sp^3 hybridization is mainly enhanced for all the C-C bonds in the vertical axial direction for type-A configurations, and the sp^3 hybridization mainly increases for all C-C bonds along the axial direction for the type-B case.     

一种基于迭代子空间直接求逆算法的高效子空间混合算法

发展一种基于迭代子空间直接求逆（DIIS）算法的可用于快速求解原子和分子Hartree-Fock方程的子空间混合算法。该算法利用不同大小的子空间的混合将更接近收敛的Fock矩阵的权重增大,混合后的Fock矩阵作为新的迭代起点能有效减少自洽场迭代（SCF）过程中的迭代次数。与DIIS算法进行对比,发现该算法优于两种不同子空间的DIIS算法,并有效减少了计算量。