金纳米结构表面二次电子发射特性

使用低气压蒸发工艺制备了金纳米结构,研究了金纳米结构的二次电子发射特性及其对表面形貌的依赖规律,表征了金纳米结构表面出射二次电子能量分布.实验结果表明:蒸发气压升高时,金纳米结构孔隙率增大,表面电子出射产额降低;能量分布表明金纳米结构仅对低能真二次电子有明显抑制作用,对背散射电子的作用效果则依赖于表面形貌.使用由半球和沟槽构成的复合结构,并结合二次电子发射唯象概率模型,对金纳米结构进行模型等效及电子发射特性仿真,模拟结果表明:纳米结构中的半球状纳米颗粒对两种电子产额均有增强作用;沟槽对真二次电子产额有强抑制作用,而对背散射电子产额仅有微弱抑制作用.本工作深入研究了金纳米结构表面电子发射机理,对于开发空间微波系统中纳米级低电子产额表面有重要参考价值.     

纳米粒子自组装体系I—V特性的波包演化模拟

对形成室温单电子现象的典型串联双隧道结构模型，利用含时薛定谔方程的求解，计算了其隧穿电流与偏压的关系，利用该方法对Au纳米粒子组装体系在室温下的I－V特性进行了计算机模拟，并将计算结果与实验进行了比较。     

电子能量损失谱探测银纳米棒与介质层强耦合的数值模拟

表面等离激元与量子发射体间的强耦合现象通常通过散射、吸收以及荧光等远场光谱探测方法进行研究.利用高度聚焦的电子束,电子能量损失谱能够实现亚纳米尺度的局域探测,可以更加有效地研究强耦合现象.本文在理论上分别模拟了银纳米棒、介质材料以及介质层包裹银纳米棒复合结构的电子能量损失谱.得到了可以与实验结果比拟的银纳米棒表面等离激元的电子能量损失谱.在上述复合结构的电子能量损失谱中观察到了谱峰的拉比劈裂,探究了银纳米棒尺寸对拉比劈裂的影响.分别在红外、可见光波段讨论了介质层的元激发与银纳米棒偶极辐射及高阶非辐射表面等离激元模式间的强耦合现象,从损失谱的空间分布成像角度探讨了强耦合引起的杂化等离激子(plexciton)的形成.本研究对强耦合现象的进一步实验和理论研究具有指导意义.     

纳米结构Pt膜上CO吸附的异常红外效应机理研究

CO吸附在经方波电势处理后的纳米结构Pt金属膜电极上可观察到异常红外效应（AIREs）.在实验基础上用粒子间的相互作用和电子-空穴衰减机理分析、模拟了AIREs，表明Pt金属表面的纳米岛状结构增强了CO分子间及CO分子与纳米结构表面的相互作用，电子-空穴衰减引起的能量转移和粒子间相互作用的增强可以导致异常红外吸收谱线变化特征的出现. 关键词： 异常红外效应 粒子相互作用 电子-空穴衰减     

STM中量子点接触的电导计算

采用模式匹配和散射矩阵方法，对扫描隧道显微镜(STM)中量子点接触过程中的电导进行了计算.结果表明由量子点接触形成的纳米结构的电导呈现量子化特征，这种量子化现象随所形成的纳米结构的横向尺寸和锥角的减小而增强.而且在半导体材料中比金属中更易观察到电导量子化现象. 关键词： STM 量子点接触 量子化电导     

原子力显微镜

1981年G.Binnig和 H.Rohrer研制了第一台扫描隧道效应显微镜(STM)[1].STM是利用样品表面和探针之间的隧道电流进行观测的.由于隧道电流对针端与样品之间的距离极端敏感,当针端在样品表面上扫描时,若样品表面结构有极小的起伏,就会使隧道电流有可观的变化,于是STM就可以通过反馈机构用压电元件控制针端运动,使隧道电流恒定,也就是使针端与样品表面之间的距离保持恒定,这样再用计算机处理针端的运动数据,就可以在荧光屏或绘图仪上显示出小到原子尺度的表面特征.不过STM要用电子隧道电流,因而不能直接用来检验绝缘体.1986年,G.Binnig等…     

扫描隧道显微镜——20世纪重大科技成果之一

扫描隧道显微镜是利用探针尖端与物质表面原子间的不同种类的局域相互作用，来测量表面原子结构和电子结构的显微新技术，它的出现被科学界誉为是表面科学和表面现象分析技术的一次革命。     

时间整形飞秒激光诱导熔融硅表面纳米周期条纹的电子动力学研究

研究了时间整形飞秒激光在熔融硅表面诱导纳米周期条纹结构的电子动力学过程.通过引入非线性电离机制和表面等离子激元的瞬态作用机理,建立了关于时间整形飞秒激光诱导和调控熔融硅表面纳米周期条纹结构的电子动力学模型,并应用该模型研究获得了纳米条纹周期与时间整形脉冲时间间隔的定量关系.理论研究结果表明,通过调节时间整形脉冲的时间间隔可以实现操控表面等离子激元与激光瞬态干涉过程中的波矢配对,最终可实现对诱导的纳米条纹周期的调控.此模型预测得到的纳米条纹周期与实验结果符合得很好.该研究对于深刻理解整形脉冲链诱导材料表面纳米周期结构的电子动力学操纵机制以及对条纹周期的调控都具有重要的理论价值.     

用扫描隧道显微术实现室温下的单电子隧穿效应

单电子隧穿效应通常只能在低温下实现。最近，采用扫描隧道显微术在纳米尺度的范围内实现了室温单电子隧穿，清晰地观察到了库仑阻塞现象和库仑阶梯特性。这是单电子隧穿研究中的重大进展，将在简要叙术单电子隧穿物理过程的基础上予以介绍。     

真空表面的绝缘特性

绝缘子的真空表面绝缘特性研究真空下的高压沿绝缘子表面击穿物理过程，称真空表面闪络过程。影响该过程的因素主要包括绝缘材料结构、空间电场分布、表面处理方法、所加电压特征，脉冲宽度等。研究了真空表面闪络过程，有两类理论：二次电子发射崩溃和电子引发极化松弛。SEEA理论以绝缘子表面在电子轰击下发射二次电子为基础，包含了电子诱发脱附和脱附气体离子化，并且对闪络过程产生的影响等过程，对表面闪络现象进行了解释。     

Radiation damage to protein specimens from electron beam imaging and diffraction: a mini‐review of anti‐damage approaches,with special reference to synchrotron X‐ray crystallography

Recent research progress using X‐ray cryo‐crystallography with the photon beams from third‐generation synchrotron sources has resulted in recognition that this intense radiation commonly damages protein samples even when they are held at 100 K. Other structural biologists examining thin protein crystals or single particle specimens encounter similar radiation damage problems during electron diffraction and imaging, but have developed some effective countermeasures. The aim of this concise review is to examine whether analogous approaches can be utilized to alleviate the X‐ray radiation damage problem in synchrotron macromolecular crystallography. The critical discussion of this question is preceded by presentation of background material on modern technical procedures with electron beam instruments using 300–400 kV accelerating voltage, low‐dose exposures for data recording, and protection of protein specimens by cryogenic cooling; these practical approaches to dealing with electron radiation damage currently permit best resolution levels of 6 Å (0.6 nm) for single particle specimens, and of 1.9 Å for two‐dimensional membrane protein crystals. Final determination of the potential effectiveness and practical value of using such new or unconventional ideas will necessitate showing, by experimental testing, that these produce significantly improved protection of three‐dimensional protein crystals during synchrotron X‐ray diffraction.     

Linear differential equations for the one‐dimensional scattering problem

The transmission and reflection amplitudes of an electron moving in a one dimensional potential of arbitrary form are obtained using the transfer matrix method. It is shown that the one‐dimensional scattering problem, in its most general form, can be reduced to Cauchy problem for a set of two linear differential equations.     

结构生物学的新进展

文章概括地介绍了结构生物学在整个生命科学中的地位,结构生物学的研究内容和结构生物学的三种主要的研究方法[X射线单晶衍射方法,核磁共振（NMR）方法和电子显微方法],介绍了这三种方法在近年来所取得的新成果,重点介绍了冷冻电子显微技术结合计算机三维重构技术研究病毒三维结构的方法,特点以及所取得的成果,并简单介绍了物理学家在结构生物学研究中的作用。     

测定微小晶体结构的电子晶体学图像处理技术

介绍了2005年国家自然科学奖二等奖获奖项目“微小晶体结构测定的电子晶体学研究”.研究目的是建立一种借助高分辨电子显微像测定晶体结构的新方法.为此提出了高分辨电子显微学与衍射晶体学相结合的思想,在实现此思想的过程中,研究了像衬的规律,得出实用的像衬公式和理论,阐明了不同种类原子像衬与晶体厚度的关系,而且用理论指导实验,观察到晶体中锂原子的像衬.以此理论为依据,把衍射晶体学中的多种分析方法特包是直接法引入到高分辨电子显微学中,建立了一套全新的电子晶体学图像处理技术,开发了相应的可视化专用软件包,并应用于测定多个未知晶体结构.文中逐一介绍了研究工作全过程的关键问题和研究结果.     

Electron‐counting rules,three‐dimensional aromaticity,and the boundaries of the Periodic Table

To describe aromaticity of planar and three‐dimensional molecules, different electron counting rules are employed. Here, the relationship between the Hückel 4n + 2 rule and the Hirsch 2(n + 1)² rule is established based on formal approach considering the electrons as objects in an arbitrary n‐dimensional space of states. Two types of three‐dimensional aromaticity, referred to as ‘spherical’ (following the 4n + 2 electron counting rule) and ‘spatial’ (following the 2(n + 1)² electron counting rule) are distinguished. A conclusion concerning the boundaries of the Periodic Table of Elements is made based on the same formal approach that no g‐ (or higher) elements can exist and that possible extension of the Periodic Table beyond the seventh period must be followed by filling of the 8p or inner 6f or 7d levels. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

反向导引场自由电子激光器的三维非线性模拟

对Conde–Bekefi反向导引场自由电子激光（FEL）放大器实验进行了三维非线性分析。当引入一类似于回旋自谐振脉塞收缩角(pinch angle)参数的电子束入射角参数后,其模拟计算结果与实验相符。这预示了反向导引场FEL中束波互作用的一种新机理。     

Giant magnetoresistance and hysteretic effects in hybrid semiconductor/ferromagnet devices

We have investigated ballistic magnetoresistance effects in a two dimensional electron gas subjected to a periodic magnetic field that alternates in sign. The magnetic field was produced by a submicron ferromagnetic grating, made of either nickel or cobalt stripes, which was fabricated at the surface of the heterostructure. We observe giant magnetoresistance effects due to the channelling of electrons along lines of zero magnetic field orientated perpendicular to the current. Our semiclassical model accounts in great detail for all features in the magnetoresistance.     

Nitride‐based hetero‐field‐effect‐transistor‐type photosensors with extremely high photosensitivity

AlGaN/GaN hetero‐field‐effect‐transistor‐type (HFET‐type) photosensors are fabricated with a p‐GaInN optical gate for the detection of visible light. These photosensors employ a two‐dimensional electron gas at the heterointerface between AlGaN and GaN as a highly conductive channel with a high electron mobility. By changing the InN molar fraction in the p‐GaInN optical gate, the wavelength range of the photosensitivity of the HFET‐type photosensors can be controlled. The photosensitivity of the AlGaN/GaN HFET‐type photosensors with a p‐GaInN optical gate greatly surpassed those of commercially available Si pin and Si avalanche photodiodes, and was comparable to those of photomultiplier tubes. (© 2013 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

在C70固体/p-GaAs结构中的甚深深能级

发展了恒温电容瞬态数据处理方法，称新方法为恒温电容瞬态时间积谱(ICTTS).用ICT TS方法测量分析了C₇₀固体/p GaAs异质结的深能级，结果发现在C₇₀固体中存在两个很深的空穴陷阱，H C₁和H₂，它们的能级位置分别为Ev⁺⁰856eV和 Ev+1037eV. 关键词： 70')" href="#">C₇₀ 深能级 恒温电容瞬态     

用X射线自由电子激光拍摄分子电影

作为生命活动的基本单元,蛋白质等生物大分子的功能与分子结构和动力学密切相关。X射线衍射和电子显微技术能够确定原子分辨率的分子结构,但是分子在“工作”期间的结构演化还需要大量的方法研究。X射线自由电子激光(XFEL)因其特有的超高亮度飞秒脉冲,成为捕捉动力学过程中分子结构变化的利器。文章介绍了基于XFEL的“泵浦—探测”时间分辨实验方法,通过捕捉蛋白质分子被激发之后特定时刻的结构,拍摄高分辨的分子电影,展现分子在实现功能过程中的精细动力学,为准确理解分子机理奠定了基础。