基态非简并聚合物中的极化子和双极化子动力学

研究了极化子和双极化子在基态非简并聚合物中的动力学.弱电场下，发现载流子为带电极 化子或双极化子，它们的晶格态与电荷态始终耦合在一起同步运动.极化子比双极化子的运 动速度快，存在饱和速度，且它们的饱和速度随聚合物非简并度的增加而降低；强电场下， 元激发的电荷态将脱离晶格态的束缚而快速运动，参与导电的不再是极化子或双极化子，而 是电子直接导电. 关键词： 极化子 双极化子 动力学模拟     

共轭高聚物链中极化子生成的掺杂效应

在紧束缚近似下,用绝热动力学演化的方法研究了共轭高聚物链中低浓度掺杂对极化子生成位置的影响.研究发现,掺入杂质与注入电子的先后次序不同,极化子生成的位置会有很大差别,先注入电子后掺入杂质的情况下,在链端自由区与过渡区,极化子生成位置受杂质影响较小;而先杂质后电子的次序下,极化子的生成位置明显受到杂质的控制.该研究表明共轭高聚物链中极化子的生成位置可通过调节掺杂与电荷注入的次序加以控制,从而可达到间接改变载流子迁移率的目的.     

共轭高聚物链中极化子生成的掺杂效应

在紧束缚近似下,用绝热动力学演化的方法研究了共轭高聚物链中低浓度掺杂对极化子生成位置的影响。研究发现,掺入杂质与注入电子的先后次序不同,极化子生成的位置会有很大差别,先注入电子后掺入杂质的情况下,在链端自由区与过渡区,极化子生成位置受杂质影响较小;而先杂质后电子的次序下,极化子的生成位置明显受到杂质的控制。该研究表明共轭高聚物链中极化子的生成位置可通过调节掺杂与电荷注入的次序加以控制,从而可达到间接改变载流子迁移率的目的。     

钙钛矿锰氧化物中的极化子研究

钙钛矿锰氧化物(以下简称锰氧化物,如La_1-xSr_xMnO₃等,x为掺杂浓度)因其优异的电、磁性质受到人们广泛的关注,但是对于其材料内部载流子性质的认识至今仍没有统一定论.本文基于锰氧化物内Mn—O链的特点,建立一维紧束缚模型,对锰氧化物载流子的性质展开研究.发现在掺杂浓度x=0.5时,系统处于铁磁态,自旋能级完全劈裂,价带和导带之间存在带隙,所有电子态呈现扩展行为.进一步掺杂,将出现局域电子态,同时伴随着晶格的局域畸变,形成所谓的极化子.伴随着极化子的出现,带隙中出现极化子深能级.极化子携带的电荷量越多,形成的晶格缺陷越深,局域能级也越深.当极化子的电荷量继续增加时,极化子解离,载流子倾向于形成能量更低的正反"孤子"对.     

基态简并聚合物中极化子对的碰撞研究

基于紧束缚的Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型,利用非绝热的动力学方法,研究了基态简并聚合物中空穴极化子和电子极化子的碰撞过程.研究发现,弱电场下两个极化子碰撞分开再相遇形成孤子对,中等强度电场下它们碰撞分开后成为两个准粒子,强电场下空穴极化子和电子极化子碰撞后直接解离.     

固体中的极化子与双极化子

离子晶体通常具有较高的介电常数,带电粒子在晶体中会引起介电极化,其作用相当于一个可以束缚粒子的势阱.若粒子在势阱中的状态是稳定的,就有可能形成所谓的极化子与双极化子.本文采用一种简化的处理方法,将晶体材料当作各向同性的均匀介质,主要利用经典物理图像和三维量子谐振子模型,分别计算了介质中极化子与双极化子的基态能量,并进行了简要的理论分析.     

共轭高分子链中极化子间相互作用对电荷迁移率的影响

基于综合考虑了电子与声子以及电子与电子相互作用的理论模型,采用数值方法计算了在外电场作用下共轭高聚物分子中电荷的迁移率,讨论了大小极化子共存并相互作用对分子链内电荷迁移率的影响。研究发现,电荷迁移率明显受大小极化子的载荷性质的影响,当大小极化子具有相同电性时,在低电场范围内,分子内电荷迁移率由大极化子运动性质主导,而在高电场范围内,分子内电荷迁移率由小极化子主导;另一方面,当大小极化子具有相反电性时,电荷迁移率只由大极化子运动性质主导,与电场强度无关。此外,还讨论了电子与电子相互作用对电荷迁移率"的影响。     

极化子和双极化子在齐聚物中的稳定性

导电聚合物中的元激发稳定性问题对于认识和理解有机材料中的自旋极化输运现象是极其重要的.针对目前存在的极化子与双极化子之间的争论,本文从半经验的Austin Model 1(AM1)方法出发,对齐分子噻吩的掺杂态进行了研究.通过对极化子和双极化子体系能量的比较,发现双极化子可以转换为极化子,从而揭示出在有机半导体材料中可以实现自旋极化输运.     

聚吡咯带电态几何结构特征

采用半经验Austin Model 1(AM1)方法,计算了齐分子吡咯聚合物的中性态和带电态的几何结构性质.与中性态相比,带电态下其分子结构表现在C-C键长发生显著改变,单电荷掺杂导致极化子元激发;双电荷掺杂一般情况下产生双极化子,但是在特殊情况下会产生两个分立的单极化子.掺杂4个电荷时,会在聚合物链中产生两个分立的双极化子.     

极性半导体膜中的束缚极化子

采用线性组合算符法和幺正变换方法,研究极性晶体膜中束缚极化子的基态能量、自陷能随膜厚d的变化关系.得出束缚极化子的自陷能由两部分组成:第一部分是由于电子-体LO声子相互作用所引起的(E_e-LO^tr)极化子效应;第二部分则是电子-SO声子相互作用引起的.后者又包含两部分,分别是电子与极性膜中两支表面声子相互作用的贡献(E_e-SO^tr(+),E_e-SO^tr(-)).通过对KCl半导体膜的数值计算表明,E_e-LO^tr随膜厚d的增加而增加;但是E_e-SO^tr、极化子的振动频率以及电子-声子相互作用所产生的总自陷能E_e-ph^tr随膜厚d的增加而减少,当膜厚大于5nm时,总自陷能E_e-ph^tr趋于一稳定值.另外,由于束缚势的存在,使极化子的振动频率增大,这主要是由于束缚势的存在,使电子-声子间的相互作用增强,极化子效应增大而引起的.     

低维混合金属卤化物中的电荷转移机理

在混合卤素金属卤化物中,两种单体内的电子-声子和电子-电子相互作用的差异会导致电荷从一种单体转移到另一种单体内,进而影响到这种混合结构的电荷密度波(CDW)性质.计算发现电荷的自发转移是两单体能带发生相互作用的结果;这种电荷转移是导致混合系统稳定性的主要物理因素;简单的单体长短并不是决定电荷转移数量的主要因素,两种单体的相对配比x起着关键性的作用. 关键词： 电荷转移 电荷密度波     

Determination of some scattering factors for the case of mixed scattering of charge carriers by lattice vibrations and ionized impurities

The principal results concerning the scattering of charge carriers by acoustical and optical lattice vibrations together with the scattering of carriers by ionized impurities are summarized. The methods of determining some scattering factors in the case of mixed scattering are described.     

Optical properties of the surface transition-metal structures in fluoride ionic crystals and peculiarities of their formation during thermal diffusion

The possibility of forming surface films with an elevated concentration of an impurity metal during high-temperature diffusion has been analyzed for a wide series of ionic crystals: LiF with Co, Ni, Mg, Ca, Ba, and Sr impurities; NaF with Co, Mn, Mg, Ca, and Sr; MgF₂ with Co and Ni; and CaF₂ with Co. It is established that films are formed only on alkali halide crystals with impurities of transition metals and are not formed on alkaline earth fluorides with transition metals, as well as on alkali halide crystals activated with other divalent cationic impurities. The dynamics of the increase and decrease in the intensity of centers related to impurity-vacancy dipoles during thermal diffusion is shown. The mechanisms of film formation are explained in terms of the features of growth and structure of ionic crystals with cationic impurities and on the basis of isomorphism rules.     

混合金属卤化物的超晶格与量子线特征

从紧束缚模型出发,发现周期性排列的两种金属卤化物材料可以形成超晶格和多量子阱(线)结构,并进一步研究了这种新型结构的性质随单体材料势垒和势阱宽度的变化规律,发现由金属卤化物形成的周期性结构表现出明显的量子阱(线)特征,对掺杂电荷的约束作用也非常强,从而证明了可以研制和开发基于金属卤化物的多量子阱(线)材料与器件. 关键词： 超晶格 量子阱 金属卤化物     

Electron trapping by alkali-ion impurities in alkali halides

Evidence is presented which indicates that certain transient infrared absorptions normally observed in alkali halide crystals are due to trapping of electrons by substitutional alkali-ion impurities.     

Effect of Coulomb correlations in a variable-valence impurity system and phonon drag on the thermoelectric constants in two-dimensional systems

The temperature behavior of the longitudinal Nernst-Ettingshausen coefficient in 2D systems is studied theoretically taking account of phonon drag and Coulomb correlations in a system of mixed-valence impurities at low temperatures. It is shown that the effect changes sign at the transition from entrainment to scattering by a correlated system of impurity centers. A sign change does not occur in the case of scattering by randomly distributed impurity centers. This temperature behavior of the Nernst-Ettingshausen coefficient is due to the radical rearrangement of the impurity system as a result of strong Coulomb correlations present in a system of impurities with mixed valence. As a result, the character of the scattering of charge carriers by the correlated system of charge centers changes substantially. Fiz. Tverd. Tela (St. Petersburg) 40, 553–556 (March 1998)     

利用可见轫致辐射计算EAST有效电荷数

利用弦积分的可见轫致辐射计算了先进实验超导托卡马克(EAST)的有效电荷数。对比分析EAST硼化前后的杂质含量,硼化后有效电荷数减小约40%,碳杂质含量减小约50%。统计分析了2009年EAST春季实验的有效放电,显示有效电荷数与碳杂质线辐射量存在很强的线性关系,得到的拟合系数是3.4~5.8,与等离子体电流和低杂波辅助加热功率都有明确的依赖关系。利用近紫外可见波段全谱对主要杂质的含量进行比较后显示,碳是最主要的杂质,大于其它轻杂质含量。同时,还介绍了新建成的多道轫致辐射诊断系统。     

卤化银材料光作用过程的时间分辨谱测量

卤化银材料是重要的光信息材料，对于信息科学与技术的发展具有非常重要的作用。光作用过程的时间特性在很大程度上决定了卤化银材料性能的优劣。本文采用微波吸收技术来测量卤化银材料光作用过程的时间特性。卤化银材料样品被放入微波谐振腔中，在准分子激光的作用下，卤化银材料中生成了光生载流子，光生载流子的产生改变了卤化银材料的介电函数。因此，介电函数的变化体现光生载流子时间特性的信息，同时，介电函数的变化引起微波谐振腔品质因数的改变，品质因数的改变使腔输出了一个反射波，反射波包含卤化银材料光作用时间特性的信息，通过测量反射波、我们能获得卤化银材材料光作用过程的时间分辨谱并研究光作用过程的时间特性。本文获得了卤化银材料光作用过程的时间分辨谱，并对黑白、彩色和X－光片的光作用时间特性进行了分析。     

A CDW Model for MX Complexes: Hartree-Fock Scheme of Ground State

We study the effects of screened Coulomb electron-electron interactions in halogen-bridged. mixed-valence transition metal linear chain complexes (MX chains) applying lattice model with a double-well potential to simulate CDW ground state. With the periodicity of MX chain, we construct a complete set of orthogonal and normalized wave functions in view of the second-neighbor approximation. Starting from the restricted Hartree-Fock scheme, we diagnolize the Fock matrix analytically and calculate the LCAO-MO-SCF solutions. Our theory shows the dependence of charge transfer on the strength and screened coefficient of electron-electron interaction.     

Effect of Lattice Quantum Fluctuation on CDW of MX Solids

The reduction of charge density wave (CDW) amplitude of MX solids caused by the lattice quantum fluctuation is investigated in a wide range of electron-phonon coupling by using the self-consistent renormalization method. In contrast to polyacetylene, where the bond order wave (BOW) exists well in arbitrary coupling, the effect of the quantum Auctuatipn on CDW of MX solids distinctly depends on the coupling. When the coupling is strol; the reduction of CDW is small; but, if the coupling is weak, CDW is seriously suppressed and even nearly destroyed. This contrast is related to the fact that for weak coupling, the renormalized frequencies of both the acoustic and optical branches are greatly reduced in polyacetylene, but these frequencies in MX solids are not well different from the bare value ω₀.