长程电子关联对有限长聚乙炔链中极化子态的影响

本文采用扩展Hubbard模型,加上长程关联哈密顿量,在自然边界条件下用自洽场方法研究了有限长反式聚乙炔链中极化子的问题.计算了长程电子关联对极化子的影响并计算了极化子的长程关联能.计算发现长程电子关联使极化子的位形变宽变浅(局域性减弱),在极化子区域,长程电子关联能比平均长程电子关联能要大.当链长增加到100格点以上时,电子极化子和空穴极化子的平均关联能趋于-0.1663eV,而在极化子区域,电子极化子和空穴极化子的平均关联能趋于-0.1868 eV.     

杂质离子对有机共轭聚合物中极化子动力学性质的影响

基于一维紧束缚Su-Schrieffer-Heeger模型, 采用分子动力学方法, 讨论了杂质势的强度和杂质之间的距离对电子和空穴极化子动力学性质的影响. 研究结果表明: 1)当杂质势强度保持不变时, 两杂质离子之间的距离(d)在2-16个晶格常数变化时, 电子极化子的平均速度大于空穴极化子的平均速度, 这是由于电子、空穴极化子与杂质势的库仑作用不同而产生的差异, 同时极化子的平均速度随d的增加而增大; 若继续增加杂质离子之间的距离, 电子和空穴极化子的平均速度几乎保持不变, 仅有一些微小的振荡, 这是由于不同距离的杂质离子对电子和空穴极化子产生的势垒或势阱的叠加效果不同而引起的; 2)保持两杂质离子之间的距离不变时, 随着杂质势强度的增大, 电子和空穴极化子的平均速度均减小, 且空穴极化子的平均速度减小趋势更明显.     

共轭高分子链中大极化子与小极化子的弹性碰撞

基于Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型,考虑电子-电子相互作用,以及在哈密顿量中引入Brazovskii-Kivova对称破缺项,采用动力学演化的方法研究了在外电场作用下共轭高聚物分子链中大极化子与小极化子之间的弹性散射过程.研究发现,载流子的载荷性质不但决定大小极化子之间的相互作用性质,也深刻地影响了其发生散射后的载流子输运性质.在较低电场的作用下,当两载流子电性相同时,发生碰撞后,小极化子将推动着大极化子一起运动;而当两者电性相反时,碰撞后,大极化子将拖曳着小极化子一起运动.当电场强度超过临界值时,将产生量子隧穿效应,即,大小极化子相互迅速穿透,且不受载流子的载荷影响.     

长程电子关联对有限长聚乙炔链中极化子态的影响

本文采用扩展Hubbard模型, 加上长程关联哈密顿量,在自然边界条件下用自洽场方法研究了有限长反式聚乙炔链中极化子的问题。计算了长程电子关联对极化子的影响并计算了极化子的长程关联能。计算发现长程电子关联使极化子的位形变宽变浅(局域性减弱),在极化子区域,长程电子关联能比平均长程电子关联能要大。当链长增加到100格点以上时,电子极化子和空穴极化子的平均关联能趋于-0.1663eV,而在极化子区域,电子极化子和空穴极化子的平均关联能趋于-0.1868eV。     

高聚物中极化子和三重态激子的碰撞过程研究

采用一维紧束缚近似的SSH模型,计算了不同强度的电场下高聚物中一个负电极化子和一个三重态激子的碰撞过程.结果表明,碰撞后体系仍保持为极化子和三重态激子状态的几率最大,束缚在极化子缺陷中的电子有较大的几率被激发到导带形成自由电子,另外,三重态激子有一定的几率被极化子湮灭形成极化子激发态.极化子和激子的碰撞对极化子的稳定性有影响,还会使能隙中出现新的能级.由于极化子激发态可以通过辐射跃迁回到基态,因此碰撞会对高聚物的电致发光效率产生一定影响.研究结果对于理解高聚物中极化子的输运性质和高聚物的发光性质具有一定的 关键词： 极化子 激子 高聚物     

聚合物中长程关联能的动力学研究

本文计算采用扩展的SSH哈密顿模型,加上长程关联哈密顿量,在自然边界条件下,用绝热动力学方法研究了有限长反式聚乙炔链中平均关联能随时间的演化,计算了长程电子关联对极化子动力学的影响并计算了极化子状态下的长程关联能.结果发现,加入一个电子或空穴,平均关联能的大小随着时间呈非周期性阻尼振荡,经过一定时间后,平均关联能趋近一个恒定值,此时得到比较稳定的极化子位形.当格点增加时,长程关联能趋于恒定的时间逐渐缩短.     

反式聚乙炔的极化子静态性质研究

在Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型基础上,考虑长程电子关联的影响,研究反式聚乙炔分子链中空穴极化子与电子极化子的稳态性质。比较不同关联强度下两类极化子的晶格位形、能级、电荷密度波、以及吸收谱线的变化。加深对分子链中极化子的认识,该理论方法也可推广到高分子链中其它元激发的静态性质研究中,为不同类型元激发动力学性质研究奠定基础。     

电场对高分子中极化子激子的影响

介绍了近年来有关外电场对高分子中极化子激子影响的研究工作。它们包括 :研究方法 ,外电场注入的或光激发引起的电子和空穴会在高分子中形成极化子激子 ,弱或中等强度电场使极化子激子极化 ,强电场解离极化子激子 ,发现高分子中极化子双激子具有反向极化新性质 ,探讨反向极化这个新的物理现象的物理起因、意义及可能的应用。     

聚合物中长程关联能的动力学研究

本文计算采用扩展的SSH哈密顿模型, 加上长程关联哈密顿量,在自然边界条件下,用绝热动力学方法研究了有限长反式聚乙炔链中平均关联能随时间的演化,计算了长程电子关联对极化子动力学的影响并计算了极化子状态下的长程关联能。结果发现,加入一个电子或空穴,平均关联能的大小随着时间呈非周期性阻尼振荡,经过一定时间后,平均关联能趋近一个恒定值,此时得到比较稳定的极化子位形。当格点增加时,长程关联能趋于恒定的时间逐渐缩短。     

高压诱致的苯胺绿聚合物极化子猝灭

利用改进的Ginder-Epstein模型,研究了高压下苯胺绿聚合物的空穴极化子态。发现高压下极化子晶格畸变被削弱直至消失,而格点电子密度由局域分布趋于整链均摊。极化子激发能随体系受压而降低,最终导致载流子的相对浓度上升了12个数量级,聚合物由半导体转变成为金属型导体,理论临界压强为13.76GPa。达到此压强后,体系只存在价带顶到导带底的电子跃迁,其光吸收峰为0.5eV,可以作为压强达到饱和值的光谱学证据。     

The Properties of Surface Polaron in the Semi-Infinite Polar Crystal

The effective Hamiltonian and the renormalized mass of surface polaron, where the electron is strongly coupled with the surface optical (SO) phonons but weakly or intermediately coupled with the bulk longit udinal-optical (LO) phonons, were first reviewed. The self-energy and the renormalized mass of the polaron for the polar crystals of potassium iodide, silver chloride and silver bromide are evaluated as a function of the depth Gom the crystal surface. Results of our calculation indicate that the effect of the electron-SO phonon interaction is dominant only within a very small layer from the crystal surface. Its justification awaits further experimental results.     

钛酸锶晶体的光致介电常数激增以及超顺电大极化子理论

钙钛矿类化合物钛酸锶具有明显的光致介电增长的性质,这是由于被光激发至Ti⁴⁺的3d能带上的电子具有良好的巡游特性,为了进一步揭示光致介电增长的微观机理,这里假设巡游电子同时与两类声子发生耦合作用,一方面,电子与A_1g模式的晶格呼吸子发生强相互作用,另一方面,电子还与T_1u模式的非简谐声子具有相对较弱的耦合.通过变分法计算可得,这种复杂的电声耦合作用在晶体中形成两种极化子:自陷极化子和超顺电大极化子.正是由于超顺电大极化子的形成,导致了光致介电激增的现象.     

A study of two-dimensional magnetic polaron

By using the variational method and anneal simulation, we study in this paper the self-trapped magnetic polaron (STMP) in two-dimensional anti-ferromagnetic material and the bound magnetic polaron (BMP) in ferromagnetic material. Schwinger angular momentum theory is applied to changing the problem into a coupling problem of carriers and two types of Bosons. Our calculation shows that there are single-peak and multi-peak structures in the two-dimensional STMP. For the ferromagnetic material, the properties of the two-dimensional BMP are almost the same as that in one-dimensional case; but for the anti-ferromagnetic material, the two-dimensional STMP structure is much richer than the one-dimensional case.     

Many-Polaron States in the Holstein–Hubbard Model

A variational approach is proposed to study some properties of the adiabatic Holstein–Hubbard model which describes an assembly of fermionic charges interacting with a static atomic lattice. The sum of the electronic energy and the lattice elastic energy is proved to have minima with a many-polaron structure in a certain domain of model parameters. Our analytical work consists in expanding these energy minima from the zero electronic transfer limit which remarkably holds for a finite amplitude of the onsite Hubbard repulsion and for an unbounded lattice size.     

极化子有效质量的性质

采用线形组合算符和幺正变换相结合的方法，求出了晶体中极化子与温度和耦合强度的依赖关系。根据依赖关系。讨论了4种不同情况。从中看出：当温度保持不变时，有效质量将随耦合强度的增加而增加，这是由于随耦合强度的增大。电子-声子之间的相互作用增强，则极化子的有效质量增大。当耦合强度不变时。有效质量随温度的变化而变化，且耦合强度越大，受温度的影响越强。当接近弱耦合极限时，与温度无关。这是由于弱耦合极限下，电子近似为自由电子，与晶格振动无关，故温度的变化对慢速运动的极化子的有效质量无影响。     

强耦合表面极化子的激发能量

采用线性组合算符方法及幺正变换方法研究了电子与表面光学(SO)声子和体纵光学(LO)声子均为强耦合的表面极化子的激发态性质.计算了体系的有效哈密顿量、振动频率和体系由基态向第一激发态跃迁所需的激发能量.     

Magnetic polaron-related optical properties in Ni(Ⅱ)-doped Cd S nanobelts: Implication for spin nanophotonic devices

Emissions by magnetic polarons and spin-coupled d-d transitions in diluted magnetic semiconductors(DMSs)have become a popular research field due to their unusual optical behaviors.In this work,high-quality NiI₂(Ⅱ)-doped CdS nanobelts are synthesized via chemical vapor deposition(CVD),and then characterized by scanning electron microscopy(SEM),x-ray diffraction,x-ray photoelectron spectroscopy(XPS),and Raman scattering.At low temperatures,the photoluminescence(PL)spectra of the Ni-doped nanobelts demonstrate three peaks near the band edge:the free exciton(FX)peak,the exciton magnetic polaron(EMP)peak out of ferromagnetically coupled spins coupled with FXs,and a small higher-energy peak from the interaction of antiferromagnetic coupled Ni pairs and FXs,called antiferromagnetic magnetic polarons(AMPs).With a higher Ni doping concentration,in addition to the d-d transitions of single Ni ions at 620 nm and 760 nm,two other PL peaks appear at 530 nm and 685 nm,attributed to another EMP emission and the d-d transitions of the antiferromagnetic coupled Ni²⁺-Ni²⁺pair,respectively.Furthermore,single-mode lasing at the first EMP is excited by a femtosecond laser pulse,proving a coherent bosonic lasing of the EMP condensate out of complicated states.These results show that the coupled spins play an important role in forming magnetic polaron and implementing related optical responses.     

库仑场对抛物量子点中强耦合极化子性质的影响

采用线性组合算符和幺正变换方法研究了在库仑场束缚下抛物量子点中强耦合束缚极化子的振动频率和基态能量。并对其进行了数值计算,结果表明:强耦合束缚极化子的振动频率和基态能量随量子点的有效受限长度的增加而减小,随电子-LO声子耦合强度的增加而增加,束缚极化子的基态能量随库仑势的增加而减小。