从核磁共振到激光

从量子电子学和激光物理的重要物理概念的历史发展中探讨了它与核磁共振的渊源关系,并揭示了核磁共振对量子电子学和激光发展所作的重要贡献,特别就原子系统与辐射场的共振相互作用的动力学过程,相互作用的相位相干和集体作用的重要性,原子能级布居数调控方法与实现布居数反转办法,谐振腔和回路在与辐射相互作用中的功能,以及相干瞬态现象的产生与解释等方面,说明了核磁共振所起的重要作用。本文为纪念凝聚态物质核磁共振诞生50周年而作。     

嵌入不同耦合强度的串联双量子点铁磁臂系统中的自旋反转输运

采用slave-boson平均场近似方法,通过对嵌入不同耦合强度的串联双量子点铁磁臂系统中的自旋反转输运这一问题的研究,发现无论双量子点系统处于弱耦合还是强耦合状态,Kondo共振峰都会出现不同结构的分裂,这主要是由于自旋反转作用改变了量子点的能级以及量子点间的耦合使得Kondo共振峰发生分裂。这些新奇的分裂现象使得这一双量子点系统的物理特性更有意义,它们将有助于解释自旋电子学中的电子强关联问题。     

《量子电子学》

量子电子学早在五十年代初就发展起来,但当时只限于研究微波量子放大器及有关的各种磁共振现象和微波的量子过程。六十年代初随着激光器的问世,赋予量子电子学以崭新的内容,从而成为光学和电子学相互渗透的边缘学科,是现代科学技术中较为活跃的领域之一。量子电子学涉及了激光的产生与传播;激光的特性如相干性、统计性等以及激光辐射与物质的相互作用等。它的发展已对物理学、化学、生物学和医学等学科起了重大的促进作用,从而派生出若干新的学科分支如非线性光学、激光光谱学、量子光     

量子电子学简介

一、概况 量子电子学是用量子理论来研究电子器件的一门科学.是无线电电子学的一个新的研究前沿.1955年和1960年微波量子放大器和激光器的相继出现,以及光通讯、能源和材料科学研究的需要,量子电子学得到了飞快的发展,著名的美国电气和电子学工程师学会(IEEE)从1965年开始发行量子电子学期刊,苏联科学院也于1971年开始发行量子电子学刊物.到目前为止,已召开了12次国际量子电子学会议(每两年一次).麻省理工学院等知名学府都开设了量子电子学课程,近十年来,一些有名的教授专家撰写了不少教材和专著.在我国,中国科学院物理所、上海技术物理所…     

两种体系中多重随机共振的噪声调控

通过计算机模拟,介绍一种新的方法来控制两种体系中的多重随机共振,被控参数选为噪声的脉冲间隔或噪声强度。对于对称的二能级的量子耗散体系,调节量子噪声则可以实现对量子多重随机共振的控制。另外还借用不同能级之间跃迁的来解释多重随机共振现象的形成机理。     

含时微扰系统中跃迁概率的衍射、干涉及共振现象

主要应用Mathematica等计算软件讨论量子力学教学中重要的量子跃迁问题.借助解析分析和计算绘图的方法,给出了量子跃迁过程中概率波所表现出的衍射和干涉现象,通过与光波的类比让学生理解概率波的波动性以及相干叠加所导致的量子共振现象.以含时微扰理论为基础,计算了恒定微扰和谐振微扰概率跃迁的叠加问题,从量子概率干涉的角度解释了概率波共振跃迁的物理机制.     

光子人工微结构材料中的若干类量子现象

类量子现象又称为量子现象的经典对应(quantum-classical analogies),它是利用经典波动行为与量子波动行为的相似性来模拟和研究量子现象.近年来,光子人工微结构材料中类量子现象研究很活跃,文章对这方面的有关研究进展做了简要介绍.内容主要包括光子晶体和超构材料(metamaterials)中的类凝聚态系统量子现象和类原子系统量子现象,如类石墨烯量子现象、类拓扑绝缘体量子现象、类量子动力学现象、类Rabi振荡现象、类电磁感应透明现象、类Fano共振现象等.     

InAs自组装量子点GaAs肖特基二级管的电学特性研究

分析研究了GaAsInAs自组装量子点的电输运性质,通过对实验数据的分析,讨论了Schottky势垒对InAs量子点器件的影响和IV曲线中迟滞回路以及电导曲线中台阶结构产生的原因.迟滞回路和台阶的出现与电场中量子点的充放电过程相关:迟滞回路反映了量子点充电后对载流子的库仑作用,而电导台阶则反映了量子点因共振隧穿的放电现象 关键词： 迟滞现象 自组装量子点 共振隧穿     

波包入射对共振穿透现象的影响研究

共振穿透是一维量子散射中的一个重要的现象.一般教材中对该现象的阐述都是假定单色平面波入射,对于更加接近于实际情况的波包入射缺乏研究.本文利用解析推导并作图的方法,详细讨论了一维方势阱中波包散射的主要特点,以及入射波包的能量均值及展宽对共振穿透现象的影响.本文的研究内容不仅能加深对共振穿透现象的理解,而且为分析任意分段常势能函数的散射问题提供了一般方法.     

宏观共振隧穿的新进展及其在量子信息处理中的应用(英文)

从量子力学诞生以来,关于宏观物体的运动是否遵循量子力学的辩论就一直没有停止过。上世纪八十年代初期以来,一系列在约瑟夫森结和超导量子干涉器件(SQUID)中观测到的实验结果,包括相位和磁通的宏观量子隧穿,能级量子化,宏观共振隧穿,和在微波驱动下的相干动力学过程对认为宏观物体的运动在满足一定条件下同样遵循量子力学规律的观点提供了强有力的实验证据。在众多已观察到的宏观量子现象中,宏观共振隧穿结合了能级分立和隧穿这两个最具特征的量子现象。由于宏观共振隧穿的观测无需使用高频电磁波激发,这就避免了实验结果也可以用经典物理解释的可能,所以在一个系统中观测到宏观共振隧穿可以说是展示该系统的量子属性的最有力证据。本文讨论近年来从理论和实验两方面理解耗散和磁通噪声对类似SQUID的双势阱系统宏观共振隧穿率和谱线形状的影响。评述宏观共振隧穿谱的测量在探寻、理解、克服超导磁通量子比特中的退相干机制并最终实现规模化量子计算方面的应用。     

单模激光系统中信噪比对净增益的随机共振

研究了受信号调制的色泵噪声和实虚部间关联的量子噪声驱动的单模激光系统的随机共振现象,发现信噪比随激光系统净增益系数存在随机共振.当泵噪声自关联时间和调制信号频率增加时,信噪比随激光系统净增益系数的变化曲线经历了从同时出现共振和抑制到单调上升的演化过程;当调制信号振幅、泵噪声强度和量子噪声强度、量子噪声实虚部间关联系数等变化时,该曲线一直同时出现共振和抑制,但共振峰和抑制谷有很大的变化.     

双势垒磁性隧道结中量子阱共振隧穿效应的第一性原理理论

磁性隧道结材料中自旋相关的量子阱态所导致的共振隧穿现象具有很重要的研究和应用价值，文章介绍了最近在Fe（001）／MgO／Fe／MgO／Fe双势垒磁性隧道结中存在的量子阱共振隧穿效应的理论研究工作，通过量子阱态的第一性原理的计算以及结合对中间Fe薄膜孤岛结构所导致Coulomb阻塞效应的分析，证实了最近Nozaki等人（Nozaki T et al．Phys．Rev．Lett．，2006，96：027208）实验中得到的振荡效应确实来源于中间Fe层多数自旋电子在Г点处形成的△1对称性的量子阱态．Coulomb阻塞效应的存在正是导致实验中低温下量子阱共振隧穿效应不够明显的主要原因．     

固体电子学的发展概况

本文介绍了固体电子学发展的全貌,特别对国际上发展迅速的一些尖端问题和新的动向,作了概括性的说明。文中首先讨论了固体电子学高速发展的客观形势和要求以及它在发展中的特色。把固体电子学的具体内容按固体现象、元件及应用加以概括,并且列举了较重要的电子学系统的固体元件化。全文的重点是讨论固体电子学发展的四大尖端:超快速、超高频、超小型和量子无线电物理,以及一些新的动向。指出元件和线路的统一是整个发展中的特色。在这个趋势下,物理研究、材料器件制备和线路应用将进一步结合起来,其结果将导致新电子学技术向更高阶段迈进。最后总结了目前发展中几个基本性的理论课题。     

第十二届国际量子电子学会议和第三届微微秒现象会议

第十二届国际量子电子学会议和第三届微微秒现象会议,分别于1982年6月22日～25日和6月16日～18日在西德的Munich和Garmisch-Partenkirchen举行。这两个会议都是每两年举行一次。今年出席会议的分别有1000多人和200多人,报告文章分别有279篇(内中邀请报告52篇)和54篇(内中邀请报告23篇,另有46篇用展讲形式交流)。去年因在非线性光学和激光光谱学上的成就而荣获诺贝尔(Nobel)物理奖的Bloembergen和Schawlow都出席了量子电子学会议,并在全体会议上作了演说。在举行量子电子学会议时,有一个33家厂商参加的展览会,另一个会议上亦有小型商品展出。     

量子点环嵌入Aharonov-Bohm干涉器中电子的退耦合态及反共振现象

采用Anderson模型哈密顿量和非平衡态格林函数方法对量子点环以不同构型嵌入A-B干涉器中电子输运的退耦合态及反共振现象进行了理论研究. 结果表明,量子点环A-B干涉器的结构对称性以及穿过A-B干涉器的磁通量是诱发退耦合现象的两种物理机理. 耦合量子点结构的对称性越高,体系在相干电子输运过程中表现出来的退耦合及反共振现象越明显. 而且在具有高度对称性的耦合量子点结构中,通过磁场调节体系的结构参数可以分别使第奇数或第偶数分子本征态从电极上退耦合,从而使电子输运电导表现出奇偶对等振荡现象. 这为设计纳米电子开关器件提供了一个新的物理模型. 关键词： 量子点环 A-B干涉器 退耦合 反共振     

高温超导体系中二维反常金属态的证实

正当超导体的厚度小于库珀对的相干长度时,库珀对在厚度方向的运动受限,可以看作是二维超导体。二维超导体系因其中的量子涨落或热力学涨落带来的诸多新奇现象,以及在低耗散或无耗散电子学方面的潜在应用价值,已成为超导领域的重要研究方向。2015年凝聚     

宏观共振隧穿的新进展及其在量子信息处理中的应用

从量子力学诞生以来,关于宏观物体的运动是否遵循量子力学的辩论就一直没有停止过.上世纪八十年代初期以来,一系列在约瑟夫森结和超导最子干涉器件(SQUID)中观测到的实验结果,包括相位和磁通的宏观量子隧穿,能级量子化,宏观共振隧穿,和在微波驱动下的相干动力学过程对认为宏观物体的运动在满足一定条件下同样遵循量子力学规律的观点提供了强有力的实验证据.在众多已观察到的宏观量子现象中,宏观共振隧穿结合了能级分立和隧穿这两个最具特征的量子现象.由于宏观共振隧穿的观测无需使用高频电磁波激发,这就避免了实验结果也可以用经典物理解释的可能,所以在一个系统中观测到宏观共振隧穿可以说是展示该系统的量子属性的最有力证据.本文讨论近年来从理论和实验两方面理解耗散和磁通噪声对类似SQUID的双势阱系统宏观共振隧穿率和谱线形状的影响.评述宏观共振隧穿谱的测量在探寻、理解、克服超导磁通量子比特中的退相干机制并最终实现规模化量子计算方面的应用.     

五边形截面的Ag纳米线局域表面等离子体共振模式

五边形截面的单晶Ag纳米线对ZnO量子点荧光具有增强的现象. 为解释这一现象, 利用时域有限差分法对五边形截面的Ag纳米线的局域表面等离子体共振模式进行了理论模拟. 结果表明, 五边形截面的Ag纳米线在紫外区域存在两个消光峰, 分别由Ag纳米线的横向偶极共振(340 nm)和四极共振(375 nm)引起; 这两个消光峰与ZnO量子点荧光增强峰相一致, 而且随着Ag纳米线的半径增大而红移; 消光峰对应的共振模式取决于Ag纳米线的截面形状; 根据Ag纳米线电场增强倍数与激发光波长变化关系曲线可知, 最大增强电场位于五边形截面的顶点处, 而边线处电场增强较小. 理论模拟的结果较好地解释了Ag纳米线/ZnO量子点体系的荧光增强现象, 也为Ag纳米线在提高半导体材料发光效率、生物探测等方面的应用提供有益的参考.     

N重方势垒结构共振隧道效应研究

本文从理论上研究了N重方势垒结构的共振隧道效应,推导出透射系数及共振隧道条件的解析表达式,结果发现,由于多势垒结构(n≥3)量子阱间的耦合,共振能级不同于量子阱的本征值。此外,由透射系数表示式证实了多势垒结构电子透射谱在共振能级附近为Lorentzian型。所得结果对于分析透射系数随能量的变化关系,估计共振能级以及制造共振隧道器件都具有十分重要的意义。 关键词：     

量子阱共振腔增强型光电探测器的高功率特性

通过测量1．55Mm量子阱共振腔增强型光电探测器的光电流随反向电压和光功率的变化关系,以及模拟能带结构、电场分布等特性,研究了量子阱共振腔增强型光电探测器的高功率特性．分析了光电流的产生机制,测量了1．064μm量子阱共振腔增强型光电探测器的光电响应,模拟了具有不同势垒高度的量子阱共振腔增强型光电探测器的光电响应．从实验和模拟两方面证明了量子阱的势垒高度是影响量子阱共振腔增强型光电探测器高功率特性的最主要因素．