First-principles study of electron dynamics with explicit treatment of momentum dispersion on Si nanowires along different directions

ABSTRACT

In this research, ground-state electronic structure and optical properties along with photoinduced electron dynamics of Si nanowires oriented in various directions are reviewed. These nanowires are significant functional units of future nano-electronic devices. All observables are computed for a distribution of wave vectors at ambient temperature. Optical properties are computed under the approximation of momentum conservation. The total absorption is composed of partial contributions from fixed values of momentum. The on-the-fly non-adiabatic couplings obtained along the ab initio molecular dynamics nuclear trajectories are used as parameters for Redfield density matrix equation of motion. The main outcomes of this study are transition energies, light absorption spectra, electron and hole relaxation rates, and electron transport properties. The results of these calculations would contribute to the understanding of the mechanism of electron transfer process on the Si nanowires for optoelectronic applications.     

共形Mikaelian声透镜设计*

该文研究了利用共形变换设计声学器件的一般方法,在此基础上根据普通Mikaelian透镜的折射率分布规律,利用指数映射设计出了弧形的Mikaelian透镜,分析并讨论了弧形透镜的密度、模量和折射率分布规律。对160 k Hz的声波进行了仿真实验,仿真结果表明,在弧形透镜的理论预测焦点处出现能量汇聚的现象,即实现了弧形聚焦的效果。同时,声波在经过该透镜后传播方向产生了一定角度的偏转。该工作为实现弧形声学器件提供了理论方法,在水下声探测及水下声通讯等方面有着潜在的应用。     

基于变换声学的角反射器的设计*

基于超材料的新型声学器件是近年来的研究热点,变换声学为这些新型声学器件的实现带来了可能。该文提出了一种基于变换声学的声反射器模型的设计方法。通过简单的线性映射,该声反射器具有均匀而各向异性的参数。利用Biot流体等效介质理论,通过周期分层结构可以对该反射器进行实现。仿真结果显示,在一定角度范围内,该反射器可以将声波按照入射方向进行反射,同时也验证了该结构的宽频有效性。     

抛物型积分微分方程的非协调$H^{1}$-Galerkin混合有限元方法

H^1-Galerkin nonconforming mixed finite element methods are analyzed for integro-differential equation of parabolic type. By use of the typical characteristic of the elements, we obtain that the Galerkin mixed approximations have the same rates of convergence as in the classical mixed method, but without LBB stability condition.     

Hopf bifurcation in doubly fed induction generator under vector control

This paper first presents the Hopf bifurcation phenomena of a vector-controlled doubly fed induction generator (DFIG) which is a competitive choice in wind power industry. Using three-phase back-to-back pulse-width-modulated (PWM) converters, DFIG can keep stator frequency constant under variable rotor speed and provide independent control of active and reactive power output. Main results are illustrated by “exact” cycle-by-cycle simulations. The detailed mathematical model of the closed-loop system is derived and used to analyze the observed bifurcation phenomena. The loci of the Jacobian’s eigenvalues are computed and the analysis shows that the system loses stability via a Hopf bifurcation. Moreover, the boundaries of Hopf bifurcation are also given to facilitate the selection of practical parameters for guaranteeing stable operation.     

应用数据挖掘的束流状态描述建模

聚类分析是描述数据群体特征的有效方法.然而,随着挖掘数据库规模的增大,评分函数极值搜索是计算复杂度很高的问题.文中提出了一种新的算法,并将其运用到束流状态描述建模中.试验结果表明,该算法快速有效.同时,重复性是电子储存环的重要指标,聚类模型可作为机器研究和决策的依据,具有指导意义.     

菌紫质薄膜光致折射率变化的理论计算和实验测量

基因改性细菌视紫红质BR-D96N由于M态寿命的延长而具有显著的光致变色特性.根据Kramers-Kronig变换关系,样品吸收光谱的变化会引起样品折射率的变化.本文首先从实验上测量了BR-D96N薄膜样品在光激发前后的吸收光谱,然后根据Kramers-Kronig变换关系,理论计算了对应此光致变色光谱变化的光致折射率变化光谱.实验上为了直接测量样品的光致折射率变化,采用Michelson干涉方法测量BR-D96N薄膜在不同探测波长下的光致折射率变化量,并与理论计算曲线进行了比较.     

NO2分子里德堡态的光学-光学双共振多光子离化谱

采用光学-光学双共振多光子离化（Optical-optical double-resonant multiphoton ionization，简称OODR-MPI）技术详细研究了NO2分子里德堡态的能级结构。结果显示，用不同强度的激光作抽运光，尽管NO2分子的OODR-MPI谱均由规则的光谱序列组成，但NO2分子的离化通道存在很大区别，当抽运光强度较高时，NO2分子通过(3+1+1)双共振多光子过程离化；而当抽运光强度较低时，NO2分子通过(1+2+1)双共振多光子过程离化，两种离化机制的最终共振能级属于不同的里德堡态。     

波长间隔可调的可开关双波长掺铒光纤激光器

对两种波长间隔可调的可开关双波长掺铒光纤激光器结构进行了实验研究。一种结构应用保偏光纤中布拉格光栅作为波长选择器件，另一种结构则利用侧向压力下的常规单模光纤光栅作为波长选择器件。两种结构均利用了光纤光栅的双折射特性。在室温下，通过调整偏振控制器的状态可使两激光器工作在稳定的双波长状态或在两单波长之间转换。通过改变加在光纤光栅上侧向应力的大小和方向，可有效控制双波长激射的波长间隔。     

应用角谱方法研究聚焦声束在层状生物组织中的非线性声传播

应用角谱方法理论研究了聚焦声束在层状生物组织中的非线性传播特性，将声波分解为角谱，可计算垂直于声轴的任意平面的非线性声场。在圆形平面活塞聚焦换能器的焦区中插入多种生物组织样品，数值计算了样品内部及外部的二次谐波声场，并通过实验测量验证了理论方法的有效性。基于快速傅氏变换的角谱方法可直观地描述非线性声传播，对非线性声成像有指导作用。