高密度极性拓扑结构与硅基半导体的集成

<正>拓扑学作为数学中的一个重要分支,主要研究拓扑空间在拓扑变换下的不变性质和不变量。近年来,拓扑学与材料科学的关联日益紧密,拓扑的概念逐渐被引入研究凝聚态物理中的奇异态,包括实空间中具有新颖极化/自旋构型的拓扑结构以及倒易空间中的拓扑现象等^[1—3]。铁电薄膜由于场致翻转的非易失性自发极化,在信息存储/处理、传感、谐振和能源等先进纳米功能器件中具有重要应用价值,因此探索其中的新颖拓扑结构及其物性成为当前凝聚态物理研究的重点之一^[4]。     

超冷原子分子混合气中三原子分子的首次量子相干合成

<正>量子计算和量子模拟具有强大的并行计算和模拟能力，不仅能够解决经典计算机无法处理的计算难题，还能有效揭示复杂物理系统的规律，从而为新能源开发、新材料设计等提供指导^[1]。     

基于周期极化KTiOPO$lt;sub$gt;4$lt;/sub$gt;晶体的高亮度纠缠源研制

量子纠缠是量子信息领域的核心资源,目前利用β型硼酸钡（BBO）晶体参量下转换制备的纠缠光子对的亮度较低,它直接制约了量子通信的最远距离,已无法满足星地实用化量子通信的发展需求.利用周期极化KTiOPO₄晶体,采用准相位匹配技术设计产生了一种后选择的纠缠源,测得的符合计数达到了16×10³s^-1 mW^-1,极化对比度达到27∶1,在亮度上比基于BBO的量子纠缠光源提高了一个数量级以上.这一高亮度的纠缠源可以广泛应用于量子密钥分发、量子隐形传态以及量子计算等新兴量子信息领域,为实现全球化量子通信提供了有力的保障. 关键词： 纠缠态 准相位匹配 4晶体')" href="#">周期极化KTiOPO₄晶体     

数字化量子模拟拓扑时间晶体

<正>处于非平衡态的量子多体系统中存在许多新奇的物理现象。对称、拓扑以及局域化等思想的引入,可以进一步丰富这类系统的相图^[1—3]。如何进一步深化对这些非平衡物质相的理解是一个广为人知的科学挑战：无论是在理论还是在数值方面,我们都缺乏有力工具来深入地研究这些非平衡物相及相变过程。最近几年,随着量子计算和量子模拟技术的迅速发展,人们期待这些人工量子系统可以成为探究多体量子物理的有力工具。     

“原子乐高”量子模拟器中的可调量子临界性

<正>强关联体系中巨大的电子库仑相互作用能够诱导产生丰富奇异的量子多体物态,包括非常规超导、莫特绝缘体、维格纳晶体态、非费米液体、量子自旋液体等。对这些关联物态的探索和深入理解,是过去几十年推动凝聚态物理领域发展的重要推力之一。其中,在关联诱导的量子相变^[1]附近,多种能量尺度可比拟,并且量子涨落显著,     

基于高损耗信道的纠缠分发实验模拟

实验模拟了总信道损耗70 dB的纠缠分发和Bell不等式的破坏,相当于纠缠光子对从轨道高度350 km的卫星上发射(口径13.5 cm),到仰角大于10°的地面站被接收(口径100 cm)的信道损耗^[11],模拟纠缠分发距离超过千公里;并且通过理论和实验研究,明确了高信道衰减下量子纠缠分发的关键技术突破点,首先必须降低系统暗计数和提高系统时间分辨,在此基础上提高纠缠源的亮度,系统将能容忍更高的信道衰减,实现更远的通信距离. 关键词： 纠缠分发 信道损耗 时间分辨 Bell不等式     

有激波的一维不定常气流的新的数值解法

解有激波的气体力学问题的数值解法,主要有特征线法和有限差分法两类。特征线法一般能给出高的精度,但当激波很弱、与特征线几乎平行时就需特殊处理^[1]。有限差分法的研究和发展更广,有人工粘性法^[2]、激波捕捉法^[8]、分离奇性法^[1]等处理激波的方案,它们又各有其特殊的技巧和问题。     

光学体系宏观-微观纠缠及其在量子密钥分配中的应用

宏观-微观纠缠最早起源于“薛定谔的猫”思想实验, 是指在宏观体系与微观体系之间建立量子纠缠. 实现宏观-微观纠缠可以利用多种物理体系来完成, 本文重点介绍了在光学体系中制备和检验宏观-微观纠缠的发展过程. 从最初的受激辐射单光子量子克隆到光学参量放大, 再到相空间的位移操作, 实验上制备宏观-微观纠缠的方法取得了长足的进步. 利用非线性光学参量放大过程制备的宏观-微观纠缠的光子数可以达到10⁴量级, 人眼已经可以观察到, 因此使用人眼作为探测器来检验宏观-微观纠缠的实验开始出现. 但随后人们意识到, 粗精度的光子数探测器, 例如人眼, 无法严格判定宏观-微观纠缠的存在. 为了解决这个难题, 提出了一种巧妙的方法, 即在制备宏-微观纠缠后, 利用局域操作过程将宏观态再变为微观态, 通过判定微观纠缠存在的方法来判定宏微观纠缠的存在. 之后相空间的位移操作方法将宏观态的粒子数提高到10⁸, 并且实现了纠缠的严格检验. 利用光机械实现宏观-微观纠缠的方案也被提出. 由于量子密钥分配中纠缠是必要条件, 而宏观-微观纠缠态光子数较多这一优势可能会对量子密钥分配的传输距离有所提高. 本文介绍了利用相位纠缠的相干态来进行量子秘钥分配的方案, 探讨了利用宏观-微观纠缠实现量子密钥分配的可能性.     

用于GaAs太阳能电池的NaYF4中Tb3+-Er3+耦合对的光谱转换

观测到一种以Tb³⁺-Er³⁺进行光谱转换的量子剪裁现象。一个高能紫外光子(Tb³⁺的⁷F₆→⁵L₁)被量子剪裁成两个低能光子:一个是近红外光子(Er³⁺的⁴I_9/2→⁴I_15/2),另一个是蓝色光子(Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₆),它们两个 都可以被GaAs太阳能电池有效地吸收。量子剪裁效率高达188%,接近理论极限的200%。从Tb³⁺(⁵L₁→ ⁵D₄) 到Er³⁺(⁴I_15/2→⁴I_9/2)的能量传递的能量失配是237 cm^-1,比NaYF₄中的声子能400 cm^-1小,能量传递是近共振的。Tb³⁺施主间的能量迁移可以近似地用扩散模型处理, 从Tb³⁺-Er³⁺对之间能量传递的初始过程发现,偶极-偶极相互作用占主导地位。     

激光烧蚀制备石墨烯量子点的多发光带的荧光光谱研究

石墨烯量子点作为二维范德瓦尔斯晶体量子点的典型代表,具有一系列的优异性质和光明的应用前景^[1]。特别是石墨烯量子点优异的发光特性,使其在细胞成像、荧光传感等领域表现出巨大的应用潜力^[2-3]。然而,对石墨烯量子点发光机制的研究尚不清晰,这大大限制了石墨烯量子点发光的应用。其中一个重要原因在于,发光机制的实验和理论研究需要纯净的石墨烯量子点样品,以突显石墨烯量子点本身的发光。但常用的化学制备方式,由于需要浓酸、强碱、强氧化剂、高温或高压等条件,使得制备的石墨烯量子点常含有杂质。而杂质的存在会使发光机制研究中涉及到的因素变得复杂,部分杂质会使量子点发光减弱甚至淬灭。虽然传统的制备石墨烯量子点的方式都适合其相应的应用目标,但作为研究石墨烯量子点发光机制的目标还远远不够,因此就需要寻找制备高纯度的量子点的方法,特别是物理制备方法,以避免化学反应,并研究石墨烯量子点的荧光光谱。     

量子态的可分性与纠缠度量

正1.引言量子纠缠是量子物理区别于经典物理的特征之一,量子纠缠态在量子信息处理中起到关键的作用,是许多量子信息处理过程中必不可少的资源~([1])。例如在量子隐形传态中,利用一对分别处于甲地与乙地的纠缠粒子,可以把一个未知量子态从甲地传到乙地。对量子纠缠理论及其应用的研究,已经把数学、物理、计算、信息等许多领域紧密地结合了起来。量子态的纠缠度的大小,与量子信息处理的成功     

Mixing of two-quasineutron and two-quasiproton Kπ=6+ configurations in the vicinity of 174Yb

In the framework of the projected shell model, we investigate the competition between the two-quasineutron and two-quasiproton K^π=6⁺ states in the ytterbium isotopes and N =104 isotones adjacent to ¹⁷⁴Yb. The ¹⁷⁴Yb results are compared with the experimental data.The K^π =6⁺ isomer observed in ¹⁷⁴ Yb is assigned as an admixture of the ν7/2^-[514] ν5/2^-[512] and π7/2⁺ [404]π5/2⁺ [402] intrinsic structure, which explains the experimental |g K-g R | value. Similar mixing would appear in ¹⁷⁴ Yb, ¹⁷⁶ Hf,and ¹⁷⁸ W. The low-lying K^π=6⁺ states are also predicted in ^170-178 Yb.     

玻璃中的ZnS:Mn2+超微粒发光的量子尺寸效应

自从Bhargava等^[1]报道了化学反应合成的ZnS:Mn²⁺纳米微粒的光学性质,掺杂半导体纳米微粒发光性质的研究受到了极大的重视。掺杂纳米微粒有可能成为新的一类发光材料.本文报导用熔融法制备的ZnS:Mn²⁺玻璃在光学性质上的量子尺寸效应。     

量子相空间纠缠轨线力学

量子相空间理论已用来研究物理学、化学等有关问题, 并为人们研究经典物理和量子物理的对应关系提供了一种有力工具. 在量子相空间中, 基于Wigner表象下的量子刘维尔方程, 建立分子纠缠轨线力学. 与经典分子力学方法不同, 分子纠缠轨线力学中的轨线不再是独立的, 而是“纠缠”在一起的, 这正是体系量子效应的体现. 这种半经典 的理论方法能给出体系的量子效应及具有启示意义的物理图像. 分子纠缠轨线力学被用来研究量子隧穿效应、分子光解反应动力学、自关联函数等. 本文综述了分子纠缠轨线力学最近的发展. 关键词： 纠缠轨线 量子相空间 半经典理论     

激光照射中Z薄靶等离子体状态的计算-激光等离子体相互作用的理论模拟(Ⅰ)

本文叙述用一维非平衡辐射流体力学激光打靶程序模拟计算高功率密度(~10¹³W/cm²)激光照射中Z介质薄靶形成的等离子体状态。考虑的物理过程有轫致、光电离、电子碰撞电离及它们的逆过程,Compton散射过程等。Compton散射采用Fokker-Planck近似;电子和离子热传导采用限流扩散近拟;光子方程采用多群限流扩散近似;用平均原子模型计算布居数。激光的吸收主要考虑逆轫致吸收。用功率密度分别为5×10¹³W/cm²和1×10¹⁴W/cm²,波长0.53μm,脉宽450ps的激光从两面和单面打se薄靶,模拟计算结果与国外的实验结果^[1]一致。     

水桶中的宇宙线

<正>在我们“真空”的宇宙中,时刻在飞行着各种高能粒子(各种原子核、电子、伽马光子等),我们称之为原初宇宙线。通过“重走宇宙线发现之旅”系列课程《宇宙线发现之旅”》^[1]《有多少宇宙线穿过我们的身体》^[2]《电离之谜》^[3],我们已经知道,当它们飞向我们的地球时,在高空会与地球大气的氮、氧等原子核碰撞,产生很多次级粒子,次级粒子再碰撞产生更多的次级粒子,这一过程叫广延大气簇射。     

退火对AlGaInP/GaInP多量子阱 LED外延片性能的影响

采用LP-MOCVD技术在n-GaAs衬底上生长了AlGaInP/GaInP多量子阱红光LED外延片.研究表明退火对外延片性能有重要影响.与未退火样品相比,460℃退火15min,外延片p型GaP层的空穴浓度由5.6×10¹⁸cm^-3增大到6.5×10¹⁸cm^-3,p型AlGaInP层的空穴浓度由6.0×10¹⁷cm^-3增大到1.1×10¹⁸cm^-3.但退火温度为780℃时,p型GaP层和p型AlGaInP层的空穴浓度分别下降至8×10¹⁷cm^-3和1.7×10¹⁷cm^-3,且Mg原子在AlGaInP系材料中的扩散加剧,导致未掺杂AlGaInP/GaInP多量子阱呈现p型电导.在460～700℃退火范围内,并没有使AlGaInP/GaInP多量子阱的发光性能发生明显变化.但退火温度为780℃时,AlGaInP/GaInP多量子阱的发光强度是退火前的2倍.     

P2O5-CuI-CuCl系统非晶态铜离子导体的EXAFS,IR,Raman光谱研究

本文用透射法EXAFS和IR,Raman光谱等手段研究了以P₂O₅,为基体的非晶态铜离子导体的微观结构,得出了非晶结构网络中存在[PO₄]^3-,[CuO₄]^6-,[CuO₃I]^5-,[PO₃I]^2-等四元骨架结构单元,Cu⁺在结构网络空隙中有两种不同的分布状况。并在此基础上对材料在50℃左右存在的二级相变及Cu⁺的其它传导性能进行了定性的描述。 关键词：     

在NaGdF4：Tm3+, Dy3+中Gd3+间的能量迁移及Gd3+-Dy3+能量传递量子效率

基于量子剪裁基本原理,通过光谱技术研究NaGdF₄:Tm³⁺,Dy³⁺在一个真空紫外光子激发下获得两个蓝色光子的可能性。在这种化合物中,量子剪裁通过下转换,即通过应用不同镧系离子间的能量传递进行。通过对Tm 4f¹²-4f¹¹5d激发,部分能量从Tm³⁺离子5d态直接传递给Gd³⁺,然后在Gd³⁺-Tm³⁺之间发生交叉弛豫,剩余能量从Gd³⁺传递给Dy³⁺,产生两个可见光子发射,一个来自Tm³⁺的¹G₄-³H₆跃迁,另一个来自Dy³⁺的⁴F_9/2-⁶H_15/2跃迁。主要研究获得以NaGdF₄:Tm³⁺,Dy³⁺为基础的新型具有更高效率,更高稳定性和更强真空紫外(VUV)吸收量子剪裁发光粉的可能性。各种光谱技术,如光致发光、激发和衰减等被用来表征不同Dy³⁺浓度掺杂NaGdF₄中Gd³⁺晶格间能量迁移引起的施主Gd³⁺和受主Dy³⁺之间的能量传递。结果表明Gd³⁺离子之间存在能量迁移,随之交换相互作用引起施主与受主(Gd³⁺-Dy³⁺)之间的能量传递。通过Bursh-tein等人关于激发态的弛豫理论,施主-受主能量传递参数k_DS可以从Gd³⁺的⁶P_7/2发射的衰减计算出。Gd³⁺-Dy³⁺能量传递量子效率也可以得到。NaGdF₄:Tm³⁺和NaGdF₄:Tm³⁺,Dy³⁺是由水热法制备的,NaGdF₄:Dy³⁺是由文献[4]方法制备的。发射光谱和激发光谱通过自制的VUV光谱仪和F-4500测量。衰减曲线由OPO激光器激发获得Gd³⁺-Dy³⁺之间能量传递量子效率在受主浓度大约在N_A=0.6%时达到最佳值,并且明显地观测到浓度猝灭效应。     

在Skyrme模型中关于解析质量计算的研究

本文用Reduce语言^[1]研究了Skyrme模型^[2、3、4]中孤立子质量的计算方法。上机计算结果表明,矩阵方法和具体展开方法比一般算符表达式更为优越。