Ising自旋（S=1／2）反铁磁超晶格低温热力学

利用费米子变换方法,将 Ising 自旋(S=1/2)反铁磁超晶格体系变换为粒子数不守恒的费米子体系.再利用量子统计微扰方法,在二级微扰近似下对周期为L=L_a+L_b(L_a=L_b)的 Ising 自旋(S=1/2)反铁磁超晶格进行了计算,求得了这种超晶格体系的自由能等一些热力学量和温度(T)、周期 L 的关系式.     

近周期超晶格中的声学声子及其光散射特性

利用转移矩阵方法计算了近周期超晶格体系（包括有限周期数的超晶格、耦合超晶格、层厚起伏和层厚渐变的超晶格）中声学声子的喇曼散射谱．结果表明上述近周期超晶格的光散射特性与理想严格周期的体系和完全无序的体系都不相同，呈现出许多独特的性质．对有限周期数的超晶格，由于边界的存在，喇曼谱中除了理想超晶格中存在的折叠声学声子峰（主峰）外，还会出现一系列等间距分布的卫星峰．对耦合超晶格体系，理想超晶格中存在的主峰将出现分裂．对层厚起伏变化的超晶格，主峰呈现非对称展宽，展宽主要出现在高波数端．计算结果和实验测得的谱线作了比 关键词：     

不同周期结构硅锗超晶格导热性能研究

构造了均匀、梯度、随机3种不同周期分布的硅/锗(Si/Ge)超晶格结构.采用非平衡分子动力学(NEMD)方法模拟了硅/锗超晶格在3种不同周期分布下的热导率,并研究了样本总长度和温度对热导率的影响.模拟结果表明:梯度和随机周期Si/Ge超晶格的热导率明显低于均匀周期结构超晶格;在不同的周期结构下,声子分别以波动和粒子性质输运为主;均匀周期超晶格热导率具有显著的尺寸效应和温度效应,而梯度、随机周期Si/Ge超晶格的热导率对样本总长度和温度的依赖性较小.     

层状材料中一个简单晶格模型的比热计算

本文采用Born 势和简单立方结构计算了层状材料的晶格比热. 发现当层伏材料层厚较小时(约在十几层以内) , 界面态对晶格比热有明显影响。但随层厚增大, 比热下降, 且基本与界面态及层厚无关. 文中还比较了准周期超晶格与周期超晶格两者的晶格比热。 关键词：     

准周期Fibonacci超晶格的低频纵声学模喇曼光谱

本文报导了准周期 Fibonacci 金属 Nb/cu 和非晶半导体 a-Si:H/a-SiN_x:H(x≈1)超晶格纵向低频声学声子模的喇曼散射研究。在弹性连续模型的基础上,理论模拟表明了这些低频声子光谱是对应于周期超晶格中声学模在约化布里渊区的折叠效应。     

太赫兹场和倾斜磁场对超晶格电子动力学特性调控规律研究

微带超晶格在磁场和太赫兹场调控下表现出丰富而复杂的动力学行为, 研究微带电子在外场作用下的输运性质对于太赫兹器件设计与研制具有重要意义. 本文采用准经典的运动方程描述了超晶格微带电子在沿超晶格生长方向(z方向)的THz场和相对于z轴倾斜的磁场共同作用下的非线性动力学特性. 研究表明, 在太赫兹场和倾斜磁场共同作用下, 超晶格微带电子随时间的演化表现出周期和混沌等新奇的运动状态. 采用庞加莱分支图详细研究了微带电子在磁场和太赫兹场调控下的运动规律, 给出了电子运行于周期和混沌运动状态的参数区间. 在电场和磁场作用下, 微带电子将产生布洛赫振荡和回旋振荡, 形成复杂的协同耦合振荡. 太赫兹场与这些协同振荡模式之间的相互作用是导致电子表现出周期态、混沌态以及倍周期分叉等现象的主要原因.     

层状材料中一个简单晶格模型的比热计算

本文采用Born势和简单立方结构计算了层状材料的晶格比热。发现当层伏材料层厚较小时(约在十几层以内),界面态对晶格比热有明显影响。但随层厚增大,比热下降,且基本与界面态及层厚无关。文中还比较了准周期超晶格与周期超晶格两者的晶格比热。 关键词：     

正方点阵上Fibonacci超元胞声子晶体的带结构

用平面波展开方法研究了水柱体作为填充物, 按照二维Fibonacci排列成超元胞填充在Hg基体中构成的声子晶体的声频带结构. 结果发现, 随着超元胞中准晶格常数的变化, 各个能带均出现三分裂. 对声场分布的研究发现了居间态的存在. 这些现象体现了准周期结构的特征. 关键词： Fibonacci排列 声子晶体 能带结构     

准周期调制下自旋1/2反铁磁XY模型中的晶格畸变行为

利用严格对角化方法研究了Thue-Morse准周期调制下 自旋1/2反铁磁XY模型中的晶格畸变行为. 结果显示: 系统中每个格点的晶格畸变幅度介于均匀分布和无序分布之间. 对于较弱的准周期调制, 调制强度的增加有利于晶格畸变的形成. 但是, 对于较强的准周期调制, 调制强度的增加则阻碍晶格畸变的形成. 此外, 系统低能谱的能隙也明显受到准周期调制的影响. 关键词： 晶格畸变 Thue-Morse序列 准周期调制     

半无限准周期原胞半导体超晶格的表面等离子激元

本文把文献[1,2]的方法推广用于一个更普适的模型,导出了一个适用范围较大的条件,由此出发计算了半无限的第Ⅰ类、第Ⅱ类和Ⅱ-Ⅵ族半导体超晶格的表面等离子谱。结果表明,由于准周期原胞超晶格对于垂直于超晶格轴的截面,不存在反映对称性,因之当表面取在原胞的F_m个不同界面上时(F_m,是Fibonacci数),其表面模式有千姿百态的变化。这种变化有一定的规律,因之这方面的研究将使我们有可能根据理论或实验研究的需要,来设计特定的半无限准周期原胞超晶格,使其表面等离子谱具有期 关键词：     

一维Fibonacci类准晶的衍射性质

利用傅里叶变换方法推导了一维Fibonacci类(FC(n))准晶衍射的结构因子方程,讨论了该系统的衍射峰和系统消光规则.在此基础上,计算了FC(1)和FC(3)准点阵的衍射谱.另外,把所得方程进行推广使之能用来研究FC(n)准周期超晶格的衍射性质.通过把FC(1)准周期超晶格衍射相对强度的计算结果与Merlin等人的实验结果进行比较,发现大多数衍射谱符合得较好,但有一条谱不一致.理论计算表明Merlin等人标定的谱(4,2)应该是一个次强峰.     

二维三维混杂及准三维嵌套复式光子晶体带隙研究

提出了由两套晶格嵌套组成的全新二维/三维混杂及准三维嵌套复式周期光子晶体结构,并通过理论计算获得了带隙位置主要取决于外周期晶格常量,内周期有助于获得超窄禁带的新型带隙特性.这种内外结构周期效应同时发挥带隙调制作用的性质是该类嵌套复式结构所特有.从理论上验证了嵌套结构利用小尺寸周期调制大波长禁带的可行性.     

一维Fibonacci类准晶的衍射性质

利用傅里叶变换方法推导了一维Fibonacci类(FC(n))准晶衍射的结构因子方程,讨论了该系统的衍射峰和系统消光规则.在此基础上,计算了FC(1)和FC(3)准点阵的衍射谱.另外,把所得方程进行推广使之能用来研究FC(n)准周期超晶格的衍射性质.通过把FC(1)准周期超晶格衍射相对强度的计算结果与Merlin等人的实验结果进行比较,发现大多数衍射谱符合得较好,但有一条谱不一致.理论计算表明Merlin等人标定的谱(4,2)应该是一个次强峰.     

基于超晶格结构衍射图的倒易矢量分布

根据超晶格结构的激光衍射图,提出了一种定量确定倒易矢量分布的实验方法.首先,将正方形周期超晶格结构作为参考光栅,得到其衍射图.根据傅里叶光学理论,计算出基本倒易矢量的大小,与衍射图上的几何长度建立标尺关系.通过引入矩形超晶格结构,证明了该方法在周期超晶格结构中的可行性.其次,将H型和谢尔宾斯基分形超晶格结构作为光栅,获得的衍射图与正方形结构衍射图进行对比.由衍射点间的几何长度比值,推算出分形衍射图中的倒易矢量分布.根据倒易矢量和准相位匹配谐频的基频波长之间的定量关系,理论计算出能够进行的谐频波长.最后,实验制备分形结构LiNbO3非线性光子晶体,探测准相位匹配倍频,所实现的倍频波长与理论计算值相吻合.谢尔宾斯基分形结构光栅在理论与实验上均可实现1.352μm的有效倍频输出.     

基于光学超晶格的新型激光器和新颖光学效应

介绍了光学超晶格、准相位匹配原理和准周期光学超晶格等基本概念;简述了基于光学超晶格和固态激光技术的新型红绿蓝三基色激光器的设计方案,同时详细介绍了传统的Talbot效应在非线性光学领域的拓展,即光学超晶格中的二次谐波非线性Talbot效应.     

无周期光学超晶格中误差函数研究

利用非线性共轭梯度算法设计了无周期光学超晶格结构,研究了文献[12]提出的误差函数在该结构中的适用性.研究结果表明:误差函数能够很好地适用于无周期光学超晶格结构,且该结构比文献[12]中所用的非周期光学超晶格更具有一般性;当u′2(xn)和n保持很好的线性关系时,无周期光学超晶格结构中计算所得的误差函数曲线与文献[12]中的误差函数曲线几乎是重合的,说明了在无周期光学超晶格中达到了很好的准相位匹配.通过在样品中引入随机误差进一步研究了相位失配情况下误差函数在无周期光学超晶格结构中的适用性,结果表明:相位失配时无周期光学超晶格结构中计算所得的误差函数曲线与标准曲线是有偏离的,且相位失配程度越大,偏离也越大;对于一些误差函数曲线与标准曲线偏离不大的情况,误差函数仍可近似地用来估计无泵浦损耗近似的适用范围.     

无周期光学超晶格中误差函数研究（英文）

利用非线性共轭梯度算法设计了无周期光学超晶格结构,研究了文献[12]提出的误差函数在该结构中的适用性.研究结果表明:误差函数能够很好地适用于无周期光学超晶格结构,且该结构比文献[12]中所用的非周期光学超晶格更具有一般性;当u′_2(x_n)和n保持很好的线性关系时,无周期光学超晶格结构中计算所得的误差函数曲线与文献[12]中的误差函数曲线几乎是重合的,说明了在无周期光学超晶格中达到了很好的准相位匹配.通过在样品中引入随机误差进一步研究了相位失配情况下误差函数在无周期光学超晶格结构中的适用性,结果表明:相位失配时无周期光学超晶格结构中计算所得的误差函数曲线与标准曲线是有偏离的,且相位失配程度越大,偏离也越大;对于一些误差函数曲线与标准曲线偏离不大的情况,误差函数仍可近似地用来估计无泵浦损耗近似的适用范围.     

二维8重固-流型准周期声子晶体带隙特性研究

针对二维8重固-流型(钢-水)准周期声子晶体,通过实验方法测试得到了不同大小准周期系统的透射谱,并利用有限元方法计算了准周期体系的频散曲线和透射谱.结果显示,实验与有限元方法所得透射谱结果基本符合,但有限元方法得到的透射谱显示的带隙特性更为明显;二维固-流型8重准周期声子晶体选用包含其中心拼图在内的最小超元胞可以近似计算整个准周期结构的频带结构.     

TiN／VN超晶格薄膜的切变弹性模量的计算

采用赝势方法计算TiN/VN超晶格薄膜的能带结构，并计算了TiN/VN超晶格原胞的总能量，进而得到了该材料的切变弹性模量C44随超晶格周期的变化关系，C44出现最大值时所对应的周期与实验值基本一致。     

准周期原胞超晶格中的横声子谱

本文计算了准周期原胞超晶格中横弹性波的体和面模式的色散关系,导出了用传输矩阵表述的动力学格林函数,并用以计算了热涨落的谱密度。结果表明由于系统对于垂直于超晶格轴的平面不存在反映对称性,当表面截取在原胞内F_m个不同的界面上时(F_m是Fibonacci数)半无限样品的横声子表面谱呈现F_m种截然不同的形式。