DNA分子链电子结构特性研究

在单电子紧束缚近似下，建立了一维无序二元DNA分子链模型，计算了链长为2×10⁴个碱基对的DNA分子链的电子态密度、局域化特性，并探讨了碱基对的不同组分、格点能量无序度对电子局域态的影响.结果表明：由于DNA分子链中格点能量无序及碱基对的不同组分的存在，其电子波函数呈现出局域化的特性，而局域长度作为衡量电子局域化程度的一个尺度，受碱基对的组分及格点能量无序度的影响. 关键词： DNA分子链 电子结构 电子局域态 局域长度     

不同气体氛围下硅量子点的结构及其发光机理

纳秒脉冲激光在氮气、氧气和空气等不同氛围中加工出的硅量子点都有光致荧光(PL)的发光增强效应,并且在700 nm波长附近观察到了受激辐射.在不同氛围下生成的样品有几乎相同的PL光谱分布,其原因是不同氛围下加工出的样品带隙中有相同的电子态分布.计算结果显示:当硅量子点表面被氮或氧钝化后,在带隙中能够形成几乎相同的局域电子态,这种局域电子态可以俘获来自导带的电子,从而形成亚稳态,这是PL发光增强乃至产生受激辐射的关键因素. 关键词： 硅量子点 PL光谱 发光增强 电子局域态     

硅量子点的形状及其弯曲表面效应

硅量子点的弯曲表面引起系统的对称性破缺, 致使某些表面键合在能带的带隙中形成局域电子态.计算结果表明:硅量子点的表面曲率不同形成的表面键合结合能和电子态分布明显不同. 例如, Si–O–Si桥键在曲率较大的表面键合能够在带隙中形成局域能级, 而在硅量子点曲率较小的近平台表面上键合不会形成任何局域态, 但此时的键合结合能较低. 用弯曲表面效应(CS)可以解释较小硅量子点的光致荧光光谱的红移现象. CS效应揭示了纳米物理中又一奇妙的特性. 实验证实, CS效应在带隙中形成的局域能级可以激活硅量子点发光. 关键词： 硅量子点 弯曲表面效应 表面键合 局域能级     

DNA分子链的电子局域性质及电导的研究

将一维随机二元固体模型应用于DNA分子链，利用传输矩阵方法来研究系统电子态的局域性质并进而讨论系统的导电性质.对一个链长为50000个碱基对的DNA序列，数值分析了局域长度和电导随碱基对的摩尔百分数、本征能量和无序度的变化关系.结果表明，系统的局域长度和电导强烈地依赖于能量，在能带中心部分局域长度大于边沿部分.无序度也在一定程度上影响着局域长度，双方成反向变化的关系.对有限长度的DNA分子链，局域长度体现出明显的对碱基对摩尔百分数的依赖关系，对正常成分比例的随机DNA序列，在所有能量范围内系统的态都是局域的，系统的电导很小，系统呈现绝缘体行为.仅当一种碱基对在序列中所占比例很小时，系统中可以发现与特定分立能量值相对应的“扩展态”存在，处在这些态下的系统有较大的电导，但这些扩展态是不稳定的，在热力学极限之下会消失. 关键词： DNA分子链 电子局域 局域长度 电导     

局域共振复合单元声子晶体结构的低频带隙特性研究

本文提出了一种新型局域共振复合单元声子晶体结构, 并结合有限元方法对结构的带隙机理及低频共振带隙特性进行了分析和研究. 共振带隙产生的频率位置由所对应的局域共振模态的固有频率决定, 并且带隙宽度与局域共振模态的品质因子及其与基体之间的耦合作用强度有关. 采用局域共振复合单元结构可以实现声子晶体的多重共振, 在低频范围能打开多条共振带隙, 但受到共振单元排列方式的的影响. 由于纵向和横向局域共振模态的简并, 复合单元结构能在200 Hz以下的低频范围打开超过60%宽度的共振带隙, 最低带隙频率低至18 Hz. 这为声子晶体结构获得低频、超低频带隙提供了一种有效的方法. 关键词： 局域共振 低频带隙 复合单元 声子晶体     

纳米硅上的弯曲表面效应及其特征发光

纳米硅结构使能带的带隙展宽,并形成准直接能带带隙结构.弯曲表面上的某些键合可以在带隙中产生局域电子态,计算表明:纳米硅弯曲表面上的Si-N,Si=O和Si-O-Si键合能够分别在带隙中2.02 eV,1.78 eV和2.03 eV附近形成局域态子带,对应了实验光致荧光谱(PL)中605 nm处的LN线、693 nm处的LO1线和604 nm处的LO2线特征发光.特别是,Si-Yb键合在纳米硅弯曲表面上可以将发光波长调控到光通信窗口,在1310 nm到1600 nm范围形成LYb线特征发光.     

一种多频局域共振型声子晶体板的低频带隙与减振特性

设计了一种多频局域共振型声子晶体板结构, 该结构由一薄板上附加周期性排列的多个双悬臂梁式子结构而构成. 由于多个双悬臂梁式子结构的低频振动与薄板振动的相互耦合作用, 这种局域共振型板结构可产生多个低频弯曲波带隙(禁带); 带隙频率范围内的板弯曲波会被禁止传播, 利用带隙可以实现对薄板的多个目标频率处低频减振. 本文针对这种局域共振型板结构进行了简化, 并基于平面波展开法建立了其弯曲波带隙计算理论模型; 基于该模型, 结合具体算例进行了带隙特性理论分析. 设计、制备了一种存在两个低频弯曲波带隙的局域共振型板结构样件, 通过激光扫描测振仪测试证实该结构存在两个低频带隙, 在带隙频率范围的板弯曲振动被显著衰减.     

表面等离极化激元对电荷输运影响的自洽场理论研究Ⅱ——MIM体系分子轨道场的计算与分析

采用自洽场方法计算MIM体系在电场作用下分子场系数、态密度和局域电子态密度的变化.结果表明，分子场系数分布呈现弦函数形式；随电场增大，能带向深能量延伸并且能级峰间分离的更明显，以及构成电流通道的3d_m群原子轨道交叠态的重叠量增大，提高 了电荷输运的能力.该分析为探讨SPP对电荷输运影响的建立奠定了基础. 关键词： 分子轨道场系数 电流通道 态密度 局域电子态密度     

分子束外延GaN薄膜的X射线光电子能谱和俄歇电子能谱研究

用XPS和AES电子能谱的方法对等离子体辅助分子束外延(MBE)生长的GaN薄膜进行了表面分析和深度剖析.发现红外分子束外延(RFMBE)生长的富镓GaN薄膜实际表面存在O和C吸附层,C主要为物理吸附,而O在GaN表面形成局域化学键产生氧络合物覆盖层,并形成一定的深度分布.杂质O在GaN带隙中导带底形成杂质带同时引入深受主能级,使得带隙变窄室温光吸收谱向低能方向移动,光致发光谱出现宽带发光峰.从而影响GaN薄膜的电学和光学性质 关键词： GaN薄膜 X射线光电子能谱 俄歇电子能谱 表面分析     

混合压电分流电路作用下声子晶体杆振动带隙结构分析

对于电阻电感(RL)及负阻抗变换器(NIC)混合压电分流电路分别采用紧密及间隔排列方式进行带隙结构计算,并且针对分流电路中电阻、电感及电容对于局域共振带隙的影响进行研究。采用传递矩阵法建立了压电分流电路作用下声子晶体杆带隙分析的理论模型,并运用MATLAB语言对带隙结构进行编程仿真计算。通过电阻、电感、电容参数的匹配及电路不同排列方式的对比,最终得到了在混合间隔压电分流电路作用下宽度为13 kHz的带隙,并对振动控制系统稳定性进行了分析。研究结果表明:采用混合压电分流电路会对杆件带隙结果产生影响,且采用压电片间隔排列的方式会使带隙宽度明显扩大。      

GaP中N和NNi对等电子陷阱态的压力行为

 半导体中的局域电子态和半导体的能带结构密切相关，揭示局域电子态和能带结构之间的内在关系是当前半导体电子理论的重要方面。而压力光谱实验对研究这种相互关系提供了重要手段。本文对GaP中深、浅两组能级的不同压力行为作了系统的实验研究。实验观察到无论在室温还是在低温，压力小于3.3 GPa时，以N陷阱束缚激子的发光过程为主，大于3.3 GPa时则以自由激子零声子过程为主，并且所有与N有关的陷阱态都具有压力的非线性行为。根据有效质量随压力的变化提出能谷中不同能量态具有不同的压力关系。基于有效质量随压力变化的能带格林函数方法，对N和NNi对的压力系数作了模型计算，其结果和陷阱态的压力行为符合得相当好。证实了带结构，尤其是能谷曲率随压力的变化是决定陷阱态压力行为的主要因素。     

Influence of solitons on the conductance properties of double-stranded deoxyribonucleic acid

A numerical study is presented to investigate the role of solitons in the electronic states of double-stranded DNA (dsDNA) molecule in the metal/DNA/metal system. Based on tight-binding Hamiltonian model and within the framework of a generalized Green’s function technique, we consider a ladder model for poly(dG)-poly(dC) DNA molecule containing M cells with four sites (two base pair sites and two backbone sites) in each cell. In the presence of a sublattice of solitons, our results show that the homogeneous soliton distributions induce the electronic states in the band gap of DNA molecule. In addition, the room temperature current-voltage characteristic of the system shows a linear and ohmic-like behaviour.     

氢化非晶碳薄膜的光致发光线型及其激发能量依赖关系

本文报道了氢化非晶碳薄膜在2.9-4.5eV光激发下的发光谱。它的光致发光谱是无结构的不对称宽带,半宽度约为0.8eV。在低于3.56eV的光激发下,谱带的峰值能量随激发能量的降低明显红移。在安德森带结构和指数分布的带尾态密度的基础上,考虑了尾态中粒子的两种跃迁过程,实验的PL谱就可得到解释。并用这个简单模型计算了这种材料的光致发光谱特征。     

Structure and properties of the intercalation compound Fe x TiTe2

The Fe _x TiTe₂ system, which belongs to the class of materials with the electronic spectrum containing below the Fermi level the band of localized states with a strong temperature dependence of the band width, has been investigated experimentally. Heating of the material leads to a broadening of the band of localized states. When the top of this band crosses with the Fermi level, the effect of retrograde solubility is observed in the system; i.e., the metal precipitates to the composition ensuring the absence of increase in the Fermi energy during heating. The influence of the band of localized states on the structure of the material and its magnetic and electrical properties has been analyzed.     

Study of photoluminescence and electronic states in nanophase strontium titanate

Nanophase strontium titanate specimens were prepared by a stearic acid sol-gel process. The phase structures, photoluminescence, and electron states were investigated by X-ray diffraction and fluorescence spectroscopy. A visible emission band centered at 500 nm was observed in the nanosized particles under an excitation with energy lower than the band gap at room temperature. The peak intensity of the visible emission band increases with decreasing particle size. This visible emission is attributed to the recombination of the long-lived self-trapped excitons with forceful binding-energy formed in the nanosized SrTiO₃ mediated by the localized levels which are correlated to the intrinsic surface states and defect centers via a strong electron-phonon interaction. The dependence of the visible emission band on excitation wavelength was examined under both room and liquid nitrogen temperatures where there exist a series of levels of the self-trapped excitons within the forbidden gap and the properties of the self-trapped states are closely related to temperature.     

Influence of electron correlation on surface states of nonmetallic solids

In this note the method of Mott and Littleton is adopted to construct the position dependent correlation potential for energy bands in a non-metallic solid. One specifically studies the case of a solid with a surface. The principle result is that the effect of electronic correlation is to inhibit the effect of formation of true localized surface states in the region of the band gaps.     

f Electron contribution to the change of electronic structure in CeRu2Si2 with temperature: a Compton scattering study

High resolution Compton profiles have been measured in the single crystal of CeRu(2)Si(2) above and below the Kondo temperature to elucidate the change of the Ce-4f electron from localized to itinerant states. Two-dimensional electron occupation number densities projected on the first Brillouin zone, which are obtained after a series of analyses, clearly specify the difference between itinerant and localized states. The contribution of Ce-4f electrons to the electronic structure is discussed by contrast with a band calculation.     

Splitting of the lower subband of Hubbard fermions in the Shubin–Vonsowsky model under the influence of strong intersite correlations

The diagram technique for Hubbard operators is used to investigate the influence of intersite Coulomb interactions on the energy structure and Cooper instability of strongly correlated fermions. Allowance for intersite correlations in doped Mott-Hubbard insulators is shown to lead to a splitting of the lower subband of Hubbard fermions and to the formation of a band of fluctuation states as soon as the intersite interaction energy becomes comparable to or exceeds the mean kinetic energy. The spectral intensity of the splitoff band is proportional to the root-mean-square fluctuation of the occupation numbers and increases with doping level. The predicted effect changes significantly the structure of the density of electronic states. This leads to a renormalization of the pole of the scattering amplitude in the Cooper channel and manifests itself as a nonuniform (in electron concentration) modification of the dependence of the critical superconducting transition temperature.     

顺式聚乙炔中双极化子的新电子定域态

本文用自洽迭代的方法研究了顺式聚乙炔cis-(CH)_x_中双极化子的电子能谱.结果发现,除了禁带中两个在连续模型中存在的深能级电子束缚态外, 还存在一些浅能级的电子束缚态.它们形成分立的能级, 并分别位于导带的顶部和底部以及价带的顶部和底部. 这些电子态的定域程度随着电子晶格祸合参数又及电子相互作用U的不同而变化. 关键词：