二维材料平带的实现及其新奇量子物态

在二维材料平带中电子的有效质量急剧增大,电子的库仑排斥能将远远大于电子的动能,电子-电子相互作用效应显著,对应地将会产生一系列新奇的强关联量子物态,如量子霍尔铁磁态、分数量子霍尔效应、量子反常霍尔效应、超导态、Wigner晶体等.因此人们对于二维材料中的平带产生了极大的兴趣.近几年,与平带相关的强关联物性研究成为了凝聚态物理领域的前沿课题.实验上发展了多种方法,例如通过外加强磁场、构筑应变结构、引入转角等方式在二维材料中引入平带.本文通过对二维体系中平带的实现方法及其带来的新奇物理现象进行回顾,希望为相关领域的研究人员提供参考和借鉴.     

二维非线性材料MXene增强的全光波长转换器

作为一种新兴的二维材料,MXene是一种具有潜力的非线性光学材料,为此制备Nb2C纳米片并使用分光光度计测量其吸收谱.首先通过氢氟酸刻蚀和液相剥离来制备Nb2C纳米片,然后使用扫描电子显微镜来表征其形貌,最后通过实验对其进行讨论.实验结果表明,MXene所修饰的微纳光纤器件可以在通信波段实现四波混频现象,四波混频的转换...     

二维超导材料

以石墨烯为代表的二维材料在二维半导体等领域具有重要的应用价值,因此得到了广泛的研究。二维超导体不仅丰富了二维材料的物理内容,而且具有潜在的应用价值,已成为备受关注的超导前沿领域之一。文章回顾了二维超导材料的研究历史,重点介绍了几种具有代表性的(准)二维超导材料及其存在的物理问题,并对二维超导材料的研究进行了展望。     

转角二维量子材料中平带相关的新奇电子态物性

二维量子材料具有诸多新奇的电子态物性,又易受到外部因素的影响和调控,因此成为近年来凝聚态物理等研究领域的前沿课题之一.而当以不同的旋转角度和堆叠次序制备出二维量子材料的异质结时,莫尔超晶格的形成又进一步诱导了异质结电子能带结构的重整化,从而形成电子平带结构,再结合外加电场、磁场、应力场等外部条件,即可实现对材料整体新奇物性的设计与调控.本文主要围绕转角石墨烯及过渡金属硫族化合物异质结中的相关研究展开讨论,包括与平带物理相关的强关联效应、非常规超导现象、量子反常霍尔效应、拓扑相以及电子晶体等行为,并对未来的研究发展进行了展望.     

二维量子片及其光学研究进展

以石墨烯为代表的二维材料因其独特的结构和优异性能而受到广泛关注.随着二维材料在无限小的方向不断发展,二维(材料)量子片逐渐引起人们极大的兴趣.二维量子片不仅保留了二维材料的本征特性,而且表现出量子限域和突出的边缘效应,为二维材料的潜在应用带来全新机遇.本文详细介绍了二维量子片的基本概念,制备现状与光学性能的研究进展,特...     

二维椭圆量子台球中的谱分析

研究了二维椭圆台球中的量子谱和经典轨道之间的对应关系.为尝试求解没有解析波函数和本征能量又不能分离变量的体系，采用了定态展开方法(expansion method for stationary states，简称EMSS)得到尽可能精确的数值解，这是闭合轨道理论被推广到计算开轨道的情况.比较了傅里叶变换谱和经典轨道，发现量子谱的峰位置与经典轨道的长度在可分辨的范围内符合得很好，这是半经典理论为经典与量子力学的联系提供桥梁作用的又一个例子. 关键词： 椭圆量子台球 定态展开方法 闭合轨道理论 量子谱     

二维范德瓦尔斯材料

1959年Richard Feynman在其著名的演讲中曾经提出一个问题：当选取最合适的单层来搭建层状结构时,我们可以实现什么？随着近年来对各种家族的单层材料的研究,我们正愈发接近问题的答案,并有望实现Feynman的梦想。     

二维材料热传导研究进展

以石墨烯和氮化硼为代表的二维材料为研究低维体系热传导及其相关界面热阻提供了一个绝佳的平台.近年的研究表明,二维材料热导率有着丰富的物理图像,如长度效应、维度效应、同位素效应及各向异性等.本文详细综述近十年来二维材料在热传导方面的研究进展.首先简述二维材料热传导测量技术的原理及发展,如热桥法、电子束自加热法、时域热反射法及拉曼法等;其次,介绍二维材料热传导及界面热阻的实验研究进展,讨论其相关物理问题;最后,介绍二维材料在散热应用方面的研究进展,并进行总结、指出存在的问题及进一步展望二维材料未来在散热领域的研究方向与前景.     

低维超导材料中的量子振荡现象

低维超导材料由于具有尺度接近量子临界尺寸的优势,能够观测到显著的超导量子振荡效应,因此成为研究超导量子振荡效应的优异平台.由于这些量子振荡效应的周期、振幅、相位与磁通涡旋的量子化及运动方式、超导电子的配对机制、特定外部条件下超导体中的涨落和激发现象密切相关,并且它们还能直观地反映超导材料的几何结构对其超导物性的影响,因此对低维超导体中振荡效应的研究直接反映了超导体的本质规律,成为研究材料超导机制的一种重要手段,有着深邃的物理内涵和丰富的研究价值.本文将探讨三类能够在低维超导材料中观测到的典型超导量子振荡效应:利特尔-帕克斯效应、磁通涡旋运动导致的振荡效应和韦伯阻塞效应,从研究手段、理论预期、实验现象以及实验结果诸方面综述其中所揭示的深刻物理规律,并展望低维超导体的量子振荡效应在量子计算、器件物理和低温物理等领域的应用价值.     

二维量子随机行走及其物理实现

近年来量子随机行走相关课题因其非经典的特性,已经成为越来越多科研人员的研究热点。这篇文章中我们回顾了一维经典随机行走和一维量子随机行走模型,并且在分析两种二维经典随机行走模型的基础上,我们构建二维量子随机行走模型。通过对随机行走者的位置分布标准差的计算,我们可以证明基于这种二维量子随机行走模型的算法优于其他上述随机行走。除此之外,我们提出一个利用线性光学方法的实验方案,实现这种二维量子随机行走模型。     

二维层状热电材料研究进展

当今世界能源浪费巨大,其中绝大多数以废热的形式被浪费掉.热电效应可以将热能转换为电能并且没有危险物质的释放,因此热电效应的应用吸引了越来越多人的兴趣.自从石墨烯被发现以来,越来越多的二维层状材料被报道,它们通常比体块材料有着更加优越的电学、光学等物理性质,而新的理论和实验技术的发展,也促进了人们对于它们的研究.在本文中,首先介绍了基于二维材料热电性质的测量方法和测试技术,并对其测试中具有挑战性的问题进行讨论.随后对石墨烯、过渡金属硫化物、黑磷等材料的热电应用进行了介绍.最后,讨论了提升热电性能的各种策略与亟待解决的问题,并对此做出展望.     

二维材料的转移方法

二维材料及其异质结在电子学、光电子学等领域具有潜在应用,是延续摩尔定律的候选电子材料.二维材料的转移对于物性测量与器件构筑至关重要.本文综述了一些具有代表性的转移方法,详细介绍了各个方法的操作步骤,并基于转移后样品表面清洁程度、转移所需时间以及操作难易等方面对各个转移方法进行了对比归纳.经典干、湿法转移技术是进行物理堆...     

二维材料类脑器件

研究类脑器件是构建一个能够与大脑相媲美的类脑信息处理系统的重要基础。二维材料凭借优异的电学与光电特性、可多自由度调控以及可三维垂直集成等优势,为设计多功能的类脑器件提供了丰富的材料和机制选择。文章围绕二维材料及异质结类脑器件的设计展开,通过总结最近的重要研究进展,探究该领域未来可能面临的机遇与挑战。     

二维材料的磁性研究

二维材料在自旋电子学器件中具有良好的应用潜力,高磁化强度、室温铁磁性二维材料的制备与研究,成为近年来自旋电子学领域的研究热点.文章简要回顾了二维材料磁性研究的背景,主要介绍了几种具有代表性的二维材料磁性研究的现状,并对二维材料的磁性研究进行了展望.     

二维Sinai台球系统的量子混沌研究

研究了二维Sinai台球系统的经典与量子的对应关系,运用定态展开法和Gutzwiller的周期轨道理论对Sinai台球系统的态密度经傅里叶变换得到的量子长度谱进行分析,并把量子长度谱中峰的位置与其所对应的经典体系的周期轨道长度做对比,发现两者之间存在很好的对应关系.观察到了一些量子态局域在短周期轨道附近形成量子scarred态或量子superscarred态.还研究了同心与非同心Sinai台球系统的能级最近邻间距分布,发现同心Sinai台球系统是近可积的,非同心Sinai台球系统在θ=3π/8下,随两中心间距离的增加,能级最近邻间距分布将由近可积向维格那分布过渡.     

二维模糊球上的量子霍尔流体

在回顾了Haldane对量子Hall效应在二维球面S2上的描述后,本文构造了二维模糊球S2上的非对易代数及其Hilbert空间的Moyal结构.通过构造模糊球上不可压缩量子霍尔流体的非对易Chern-Simons理论,求解具有准粒子源的Gaussian约束,找出模糊球上的Calogero矩阵及最低Landau能级Laughlin波函数的完全集,此Laughlin波函数由旋量坐标推广的Jack多项式表示.     

量子阱中激子吸收的二维性

一、半导体超晶格和量子阱最近十几年来,在半导体材料、物理、器件研究的领域中半导体超晶格和量子阱的研究十分活跃。可以这样说,这方面的研究是整个半导体领域中最大、最有前途、内容最丰富的一个生长点。什么是超晶格？众所周知,晶态固体内的原子是周期性排列的。如果用人工控制的办法能够使材料的结构以原周期的若干倍周期性地变化,这样得到的材料就叫做超晶格。目前研究得最多的超晶格材料是交替生长两种半导体薄层多?...     

双层二维量子阱系统中的激子凝聚态

双层二维电子气,中间被10nm厚的绝缘层隔开.两层二维导体中的载流子(电子或空穴)间将发生什么样的相互作用?最近,来自美国California Institute of Technology凝聚态物理部的D.Nandi等,在低温强磁场的条件下,完成了相关实验.结果表明,由于存在库仑相互作用,在其中一层中的电子,有可能同另一层中的空穴结合成对,形成激子凝聚态.于是,如果我们在电子导体的回路中产生一个原初电流,激子内部的拖     

二维量子点中极化子的自旋弛豫

在考虑Rashba自旋-轨道耦合的条件下, 采用二次幺正变换和变分方法研究了二维抛物量子点中由于电子与体纵光学声子的耦合作用形成的极化子在基态Zeeman分裂能级上的自旋弛豫过程.这一过程主要是通过吸收或发射一个形变势或压电声学声子完成.具体分析了强、弱耦合两种极限下极化子自旋弛豫率与外磁场、量子点半径、Landau因子参数、Rashba自旋轨道耦合参数的变化关系. 关键词： 自旋弛豫 极化子 Rashba自旋轨道耦合 量子点