中科大单分子器件基础研究获新进展

中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室单分子物理化学研究团队,利用低温超高真空扫描隧穿显微镜,巧妙地对三聚氰胺这个比头发丝的六万分之一还细的小分子进行了单分子手术,将其从普通化工原料转变为既有二极管效应又有机械开关效应的双功能单分子器件,为单分子器件的多功能化开辟了新的思路．这一成果发表在近期出版的美国《国家科学院院刊》上．     

固-液有限周期声子晶体全反射隧穿效应的解析理论

利用倏逝波的概念和多波束干涉理论解释了一维固-液结构有限周期声子晶体全反射隧穿效应产生的原因,并推导出全反射隧穿峰带的波长满足的解析公式.得出了一维固-液结构有限周期声子晶体全反射隧穿峰带的波长随周期数以及周期波程的变化规律,这些结论与转移矩阵法的结论吻合,弥补了一维有限周期声子晶体研究中数值计算方法的不足.     

用量子隧穿法研究带质量四极矩静态黑洞的Hawking辐射

对带质量四极矩的静态黑洞Hawking辐射的隧穿过程进行了简单直接的推导，得到了热谱.因推导过程应用了能量守恒定律，故真正的辐射不一定是纯热的.这一结果支持了这样一种观点：隧穿的辐射携带信息是可能的. 关键词： 黑洞 辐射 隧穿 能量守恒     

时间反演对称性引起的自旋宇称效应

推广关于由有限重轴旋转对称性导致的自旋宇称效应的纯量子力学理论 ,建立了源于时间反演对称性的自旋宇称效应 .所涉及的量子系统既可以是单自旋的 ,也可以是多自旋的 ;所涉及的状态可以是自旋在任意轴上的投影的任意一对具有反号本征值的本征态 ;所涉及的自旋可以有任意的量子数 .结果还清楚地表明 :上述两种对称性所引起的自旋宇称效应互为补充 ,但并不等价     

LP-MOCVD生长(ZnCdTe,ZnSeTe)/ZnTe复合量子阱的激子发光研究

用低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)的方法在GaAs(100)衬底上生长了(ZnCdTe，ZnSeTe)／ZnTe复合量子阱结构。测量了生长样品的光致发光(PL)谱，得到两个发光峰(记为Il，I2)，分析认为高能侧的峰为Zn0．9Cd0．1Te浅阱峰，而低能侧的峰为ZnSe0．2Te0.8深阱层的发射。对样品进行了变激发强度的PL谱测量，当激发强度增加时，PL谱中两个发光峰的比值(I2／I1)开始时迅速增加，然后缓慢减小。这是由于浅阱中的电子和空穴隧穿入深阱中导致空间电荷的分离，从而在复合量子阱结构中产生了一个内建电场所引起的。     

用扫描隧道显微术实现室温下的单电子隧穿效应

单电子隧穿效应通常只能在低温下实现。最近，采用扫描隧道显微术在纳米尺度的范围内实现了室温单电子隧穿，清晰地观察到了库仑阻塞现象和库仑阶梯特性。这是单电子隧穿研究中的重大进展，将在简要叙术单电子隧穿物理过程的基础上予以介绍。     

双势阱中冷原子的关联隧穿

研究了在不同的相互作用和隧穿耦合强度比值情况下双势阱中冷原子的隧穿现象.两格点Bose-Hubbard模型不能完全解释实验.为此,对此模型做了高阶修正.取双势阱的基态和第一激发态作基矢,写出哈密顿量的表示,解释了用两格点Bose-Hubbard模型分析实验时参数不能定量符合的原因.另外,通过计算两阱中原子纠缠度的变化,结合三态上原子布居数分布,直观描述了整个隧穿过程.     

双色光晶格势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体的Landau-Zener隧穿行为

考虑玻色-爱因斯坦凝聚体局限于周期性的双色光晶格势阱中,研究其中的Bloch能带结构、第一能隙和第二能隙的Landau-Zener隧穿行为.结果表明,随着双色光晶格势阱的主、次晶格相位差从0增加到π,Bloch能带中第一能隙宽度逐渐增加,而第二能隙宽度逐渐减小.同时发现,双色光晶格势阱的主、次晶格深度及其相位差对第一能隙和第二能隙的Landau-Zener隧穿性质有重要的影响.     

双势阱中冷原子的关联隧穿

研究了在不同的相互作用和隧穿耦合强度比值情况下双势阱中冷原子的隧穿现象.两格点Bose-Hubbard模型不能完全解释实验.为此,对此模型做了高阶修正.取双势阱的基态和第一激发态作基矢,写出哈密顿量的表示,解释了用两格点Bose-Hubbard模型分析实验时参数不能定量符合的原因.另外,通过计算两阱中原子纠缠度的变化,结合三态上原子布居数分布,直观描述了整个隧穿过程.     

联苯二胺分子器件电输运特性的取代效应

在第一性原理基础上,理论研究了苯环上含有不同取代物的四个联苯分子的电输运特性.计算结果表明,当苯环上的氢被取代时,联苯分子的两个苯环之间的扭转角增大.分子结的电导随苯环间扭转角的增加而减少,且电导值与扭转角余弦平方成线性关系.在低偏压下,分子结的电输运机制是电子通过π轨道的隧穿过程.计算结果与实验结果符合的较好.