硅和锗纳米线的原子排布和电荷分布的密度泛函紧束缚方法研究

低维硅锗材料是制备纳米电子器件的重要候选材料，是研发高效率、低能耗和超高速新一代纳米电子器件的基础材料之一，有着潜在的应用价值。采用密度泛函紧束缚方法分别对厚度相同、宽度在0.272 nm~0.554 nm之间的硅纳米线和宽度在0.283 nm~0.567 nm之间的锗纳米线的原子排布和电荷分布进行了计算研究。硅、锗纳米线宽度的改变使原子排布，纳米线的原子间键长和键角发生明显改变。纳米线表层结构的改变对各层内的电荷分布产生重要影响。纳米线中各原子的电荷转移量与该原子在表层内的位置相关。纳米线的尺寸和表层内原子排列结构对体系的稳定性产生重要影响。     

石墨烯能带中的重叠矩阵效应:Tight-Binding方法在模拟中的研究

采用紧束缚方法计算了石墨烯的价带(π)和导带(π*),考虑了非正交基矢下重叠矩阵效应,重叠积分参量s越小,导带越靠近费米面,而价带越远离费米面.在重叠积分参量s≤0.1时,基本保持了原子在实际空间中重叠所引起的能带的改变,太大(s=0.4)则会导致物理上失效.计算了石墨烯的能态密度,在费米面ε=0处(对应Dirac点)的能态密度为零,并且在Dirac点附近呈线性变化.     

Rashba效应对量子线中束缚磁极化子性质的影响

采用改进的线性组合算符和幺正变换相结合的方法研究了Rashba效应对抛物量子线中强耦合束缚磁极化子性质的影响.计算了抛物量子线中强耦合束缚磁极化子的有效质量和振动频率,对Rb Cl材料的数值计算结果表明:量子线中强耦合束缚磁极化子的振动频率随受限强度和回旋频率的增加而增大;有效质量与磁极化子的受限强度、回旋频率和电子面密度有关,在Rashba效应影响下有效质量随上述各量的变化曲线都发生了分裂.     

紧束缚模型方法及其在DNA分子中的应用

近年来,紧束缚模型方法被广泛应用于计算生物大分子体系.本文从第一性原理出发,根据紧束缚近似的思想,推导出生物大分子体系中的单电子运动方程.在此基础上给出了紧束缚模型方法中所涉及参数(在位能和迁移积分)的计算公式,在理论上完善了紧束缚模型方法.我们将所提出的参数化方法应用于理想B型DNA分子,给出了各种序列组合下的在位能和迁移积分.此外,我们还计算了周期性DNA分子poly(A)-poly(T)和poly(G)-poly(C)中空穴在位能和迁移积分随格点间距离的变化,为改进现有的SSH极化子模型提供了新的思路,有助于DNA中电荷输运的极化子机理的研究.     

Z形石墨带的电子输运性质: 形状与尺寸效应

基于格林函数方法及Landauer-Büttiker公式, 研究了纳米石墨带异质结的电子输运性质, 石墨带异质结由Z 形石墨带与两个锯齿型石墨带电极构成. 研究发现电导大小依赖其几何构型. 由于电子局域在锯齿型石墨带边缘, 因此在费米能级附近出现了电导隙或电导谷. 调节结间石墨带的宽度, 发现准束缚态的存在诱导许多尖锐的电导峰, 电导峰的数目几乎与结间的石墨带长度无关. 在低能区, 当θ为60°或150°时, 宽度均匀的Z型石墨带仍然保持弹道输运特征. 因此, Z形纳米石墨带可选择地应用于未来的纳微电路.     

石墨烯能带结构的紧束缚近似计算

固体能带理论是固体物理学的一个重要理论基础,被广泛应用于材料电学性质的研究。为结合科学前沿教学,以当前热门材料石墨烯为例,介绍紧束缚近似法在石墨烯能带结构计算上的详细过程,并借助Matlab软件展示了其能带结构,进而从理论上解释石墨烯所具有的独特电学性质。     

量子棒中强耦合杂质束缚极化子的振动频率

给出了具有椭球边界量子棒经坐标变换成球形边界的哈密顿量。采用线性组合算符和幺正变换的方法研究了在非均匀抛物限制势下量子棒中强耦合杂质束缚极化子的性质。导出了量子棒中强耦合杂质束缚极化子的振动频率和声子平均数随库仑束缚势、电子-声子耦合强度、椭球的纵横比和量子棒的横向和纵向有效受限长度的变化关系。数值计算结果表明:振动频率和声子平均数随电子-声子耦合强度和库仑束缚势的增强而增加,随量子棒的横向和纵向有效受限长度和椭球的纵横比的减小而增大。表现出量子棒的奇特的量子尺寸限制效应。     

利用偏置磁极周期会切磁铁产生边聚焦场

 利用理论分析和数值计算的方法,研究了偏置磁极周期会切磁铁产生的、可用于带状电子束宽边聚焦的边聚焦场。结果表明:增加偏置长度,减小电子束通道宽度,增大磁极轴向长度可以在基本不改变边聚焦场在x方向上分布特性的前提下提高幅值;增大电子束通道的高度,增大磁极厚度均可以减小边聚焦场在x方向上分布曲线的曲率,但同时其幅值也会降低,该降低可利用前述方法予以补偿。在对带状电子束宽边聚焦进行束匹配时,可以先进行曲率匹配,再进行幅值匹配。在进行参数选择时,应合理选择束通道高度和磁极厚度的取值,以避免束通道内的边聚焦场在x方向上的分布出现曲率反向。     

有限格蕴涵代数的零化子

研究有限格蕴涵代数的零化子,找出有限格蕴涵代数所有理想的零化子,并证明对有限格蕴涵代数的理想做零化子运算(记为0*)是一个逆序对合算子,因此在由有限格蕴涵代数L的所有理想所组成的集合∑(L)上定义一个蕴涵算子,则(∑(L),O,L,0*,)构成一个格蕴涵代数。     

紧束缚势和修正的嵌入原子势计算液态Sn双体相关函数差异

对500个Sn原子分别用两种模型（紧束缚势和修正的嵌入原子势）计算了400℃~1700℃温度范围内纯Sn的双体相关函数g（r）。将计算结果与实验数据进行了对比分析,发现两种计算结果都能基本上反映液态Sn的结构及其随温度的变化情况：原子最近邻距离与实验结果相近;随着温度降低,双体相关函数第一峰变得尖锐,第二峰变得明朗。修正的嵌入原子势模型得到的双体相关函数的第一峰右侧有个突起的肩膀,这在实验结果中也被发现,而紧束缚势模型得到的双体分布函数肩膀不明显。