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     

一维无序二元固体中电子局域性质的研究

从单电子紧束缚模型的哈密顿量出发，格点能量随机取ε_A和ε_B，只计及格点之间的近程跳跃积分，建立了一维无序二元固体模型. 利用负本征值理论及无限阶微扰理论，对系统电子的本征值和本征态进行了数值计算. 结果表明与一定能量本征值对应的电子波函数只分布在系统的一定范围内，显示了其局域性. 借助传输矩阵方法，计算出电子的局域长度，讨论了局域长度随本征能量和无序度的变化关系，并研究了计入不同范围跳跃积分下，局域长度的变化特征. 关键词： 无序 二元固体 电子态 局域长度     

无序系统中电子局域态分布

本文应用一种计算无序系统中电子本征态的方法,求得了含有2000个粒子的无序系统中电子局域态的分布,并结合态密度、计算误差进行了分析讨论。所得结果表明,在不同的能量范围内局域态的分布不同,分布可遍及整个系统,且与无序度有关。 关键词：     

无序度对一维长程关联无序系统中局域化-退局域化转变的影响

对长程幂律关联能量序列进行了修正,使其能体现出无序度在一维长程关联无序系统中的影响,并利用重正化群方法,计算了能反映该系统局域化-退局域化转变的Lyapunov指数.结果表明,在由于关联指数p的影响而在系统中出现的局域化向退局域化的转变中,无序度起着相反的作用.当关联指数p一定而无序度W增大时,系统中心能区范围内由于长程关联而引起的扩展态逐渐向局域态转变.当无序度W增大到某一临界值W_c时,系统中所有本征态均转变为局 关键词： 长程关联 Lyapunov指数 无序度 局域化-退局域化转变     

准二维无序系统的电子结构

对形如N_t×N_l型准二维无序系统，只考虑格点之间的最近邻跳跃积分，采用特殊的格点编号方案，在单电子近似下，系统的哈密顿量可表示为简明对称矩阵，借助豪斯荷尔德变换将其约化为对称三对角矩阵，再利用负本征值理论及传输矩阵等方法,对系统态密度、局域长度及电导等电子结构特性进行数值计算. 重点研究了准一维四平行链和五平行链无序系统， 将结果与一维单链、准一维双链及三链系统进行对比，发现随维度的增加，系统的能带有所展宽，能态密度分布发生很大的变化，其峰值数量呈偶数规律增加. 并且在能带中心处存在有局域长度大于系统大小的扩展态，处于这些态下的系统具有较大电导. 从单链到多链，相当于扩大了系统的关联范围，使系统出现了类似非对角长程关联的行为. 关键词： 准二维无序系统 态密度 局域长度 电导     

ZnS中Te等电子中心的时间分辨光谱研究

用时间分辨光谱研究了很大的Te组分范围内的ZnS_1-xTe_x（x=00 05—085）合金的发光动力学特性，结果表明：不同形态的Te等电子中心具有不同的辐射复 合寿命，从几个ns到几十个ns的范围内变化，当x＝015左右时，寿命达到最大值（约 40ns）.其物理机理源于不同的Te等电子中心具有不同的局域化特性.当Te组分较小时，等 电子中心从Te₁逐渐演变到Te₂，Te₃或Te₄ 时，相应发光寿命增加，表现出不断增强 的激子发光局域化特性；而当Te组分较大时，Te原子团变得较大，其局域势与基体原子势的 相互作用增强，等电子中心的局域化特性减弱，而基体价带扩展态特征变得明显起来，相应 发光寿命逐渐减小.还研究了激子束缚能随Te组分的变化以及发光强度随温度的变化关系， 所得结果进一步支持了时间分辨光谱研究所得到的结论. 关键词： ZnS 等电子中心 时间分辨光谱 局域态     

Fibonacci链的电子结构特性

对由递推关系S_m+1={S_m|S_m-1}生成的Fibonacci链,从Anderson紧束缚模型出发,用负本征值理论及三对角高阶厄米矩阵本征值理论,对电子的态密度和能级结构进行数值研究,直观简洁地论证其三分叉的能带结构.用重整化群方法,结合散射理论,研究链中电子的局域长度和输运系数,发现具有不同局域属性的能态.一些特定的能量区间值存在扩展态,其相应的输运系数接近1.绝大部分能量对应的电子具有很小或几乎为零的局域长度,说明链中存在相当数量的局域态.定性得出电子输运系数随Fibonacci链参数变化的规律.     

在强交变电场驱动下线形三量子点分子中激子的动态局域化行为

采用三点Hubbard模型和Floquet定理，研究了在强交变电场驱动下线形三量子点分子中激子的动力学行为.数值计算表明，尽管驱动电场倾向使电子和空穴在空间上分离，但在合适的 外电场驱动下，初始局域在一个量子点中的电子和空穴依旧保持其初始局域状态.应用微扰 理论求解Floquet方程，从而得到准能的解析解.表明在准能级发生交叉点，激子可呈现出动 态局域化. 关键词： Floquet态 准能 局域态 动态局域化     

一维二元非对角关联无序体系交流跳跃电导特性

在单电子紧束缚无序模型基础上，建立了一维二元非对角关联无序体系电子跳跃输运交流电导模型，并推导了其交流电导公式，通过计算其交流电导率，探讨了格点能量无序度、格点原子组分、非对角关联及温度、外场对体系交流跳跃电导的影响.计算结果表明，一维二元非对角关联无序体系的交流电导率随格点能量无序度的增大而减小.同时，体系中两种原子的组分的变化实际代表着体系成分无序程度的变化，因而对其交流电导率的影响很大，表现为随A类原子含量p的增加而先减小后增大.当引入非对角关联时，体系出现退局域化现象，电子波函数由局 关键词： 二元无序体系 交流跳跃电导 格点能量无序度 非对角关联     

碱基序列对DNA分子电子结构的影响

将DNA分子看成一维二元随机序列，利用负本征值理论计算其态密度，针对碱基对分布和相对含量等参量，讨论了DNA分子的电子结构.结果表明碱基对分布和相对含量都对电子能态结构影响较大，说明碱基序列对DNA分子的电子结构影响很大. 关键词： DNA分子 电子态密度 碱基对     

一维长程关联无序系统中的电子态

利用傅里叶滤波法在一维Anderson无序系统中产生了具有幂律谱密度公式s(q)∝q^-p形式的长程关联随机能量序列，并利用传输矩阵方法计算了系统中引入了长程关联后的局域长度，同时应用负本征值理论对系统中的电子态密度进行了分析，并分别把计算结果与系统中不具有长程关联时的局域长度与电子态密度进行了比较.结果表明，长程幂律关联的引入对电子态的性质产生了很大的影响，当关联指数p≥2.0时，在系统能带中心范围内发生了部分局域态向退局域态的转变，而同时电子态密度也发生了很大的变化，出现了六个范霍夫奇点，系统的能带范围也相应地得到展宽. 关键词： 无序系统 长程关联 局域长度 电子态密度     

Electronic transport through superlattice-like disordered carbon nanotubes

We introduce a simple method for investigating electronic transport in pure and superlattice-like disordered carbon nanotubes (SDCNTs). This model reduces the numerical calculation time and enables us to use the transfer matrix method to investigate transport in a carbon nanotube (CNT). Therefore, we consider an SDCNT device attached to metallic CNT leads, taking into account the disorder effect. Our calculations are based on the tight-binding model and the transfer matrix method. We concentrate on the localization length and density of sates (DOS) for various strengths of disorder. Our numerical results show a nearly steplike dependence of the localization length on energy at small disorder concentration. By controlling the disorder concentration and wire length, this kind of system can explain the extended states from the localized states. Our results can serve as a base for developments in designing nano-electronic devices.     

Electronic localization at mesoscopic length scales: different definitions of localization and contact effects in a heuristic DNA model

In this work we investigate the electronic transport along model disordered DNA molecules using an effective tight-binding approach, addressing the localization properties. Different tools to investigate the degree of localization are examined as a function of system length, energy dependence and DNA to electrode coupling: localization length, participation number and sensitivity to boundary conditions. Combining the results obtained from these different tools, a thermodynamic limit for the model DNA molecule, within the mesoscopic length scale, can be established. Furthermore, three aspects are investigated: (i) the influence of strongly localized resonances on the localization length is discussed as an important mechanism defining the degree of localization for sizes below the thermodynamic limit; (ii) the dependence on the Hamiltonian parameters on a possible diffusive regime for short systems; and, finally, (iii) possible length dependent origins for the large discrepancies among experimental results for the electronic transport in DNA samples.     

准一维三平行链无序系统电子结构

利用负本征值理论计算方法,重点计算出准一维平行三链无序系统的电子态密度,对比研究了一维单链、准一维双链的情况.在对角无序、非对角无序条件下,具体探讨了电子结构、局域化形成、系统能量分布及维数效应等问题.研究表明,对角无序主要引起电子局域态的增多,非对角无序则使系统的能量分布范围发生变化;通过对一维到带状系统电子结构变化的研究,观察到在相同条件下,从一维到带状系统,电子态密度的峰值数目在增加,而电子态密度为零的能量区间减少,体现出电子能带结构的维数效应.     

Localization properties of electronic states in a polaron model of poly(dG)-poly(dC) and poly(dA)-poly(dT) DNA polymers

We numerically investigate localization properties of electronic states in a static model of poly(dG)-poly(dC) and poly(dA)-poly(dT) DNA polymers with realistic parameters obtained by quantum-chemical calculation. The randomness in the on-site energies caused by the electron-phonon coupling is completely correlated to the off-diagonal parts. In the single electron model, the effect of the hydrogen-bond stretchings, the twist angles between the base pairs and the finite system size effects on the energy dependence of the localization length and on the Lyapunov exponent are given. The localization length is reduced by the influence of the fluctuations in the hydrogen bond stretchings. It is also shown that the helical twist angle affects the localization length in the poly(dG)-poly(dC) DNA polymer more strongly than in the poly(dA)-poly(dT) one. Furthermore, we show resonance structures in the energy dependence of the localization length when the system size is relatively small.     

非对角无序和维数效应对低维无序系统电子结构的影响

运用负本征值理论，探讨了非对角无序、维数效应对低维无序系统电子结构的影响，研究表 明，非对角无序和维数效应对低维无序系统电子结构的影响很大.非对角无序主要体现出系 统的结构变化和粒子边界效应；从一维单链、准一维双链到准一维三链无序系统，电子局域 化程度加大，电子能带结构更复杂，体现出显著的维数效应. 关键词： 电子结构 低维无序系统 非对角无序 维数效应     

Anderson Localization in Dissipative Lattices

Anderson localization predicts that wave spreading in disordered lattices can come to a complete halt, providing a universal mechanism for dynamical localization. In the one-dimensional Hermitian Anderson model with uncorrelated diagonal disorder, there is a one-to-one correspondence between dynamical localization and spectral localization, that is, the exponential localization of all the Hamiltonian eigenfunctions. This correspondence can be broken when dealing with disordered dissipative lattices. When the system exchanges particles with the surrounding environment and random fluctuations of the dissipation are introduced, spectral localization is observed but without dynamical localization. Previous studies consider lattices with mixed conservative (Hamiltonian) and dissipative dynamics and are restricted to a semiclassical analysis. However, Anderson localization in purely dissipative lattices, displaying an entirely Lindbladian dynamics, remains largely unexplored. Here the purely-dissipative Anderson model in the framework of a Lindblad master equation is considered, and it is shown that, akin to the semiclassical models with conservative hopping and random dissipation, one observes dynamical delocalization in spite of strong spectral localization of the Liouvillian superoperator. This result is very distinct from delocalization observed in the Anderson model with dephasing, where dynamical delocalization arises from the delocalization of the stationary state of the Liouvillian.