基于金刚石氮-空位色心的精密磁测量

磁是一种重要的物理现象,对其进行精密测量推动了许多科技领域的发展.各类测磁技术,包括霍尔传感器、超导量子干涉仪、自旋磁共振等,都致力于提升空间分辨率和灵敏度.近年来,金刚石中的氮-空位色心广受关注.这一固态单自旋体系具有许多优点,例如易于初始化和读出、可操控、具有较长相干时间等,这使得它不仅在量子信息、量子计算等领域崭露头角,而且在量子精密测量上显现出巨大的应用前景.基于氮-空位色心,利用动力学解耦、关联谱等技术,已实现若干高灵敏度、高分辨率的微观磁共振实验,其中包括纳米尺度乃至单分子、单自旋的核磁共振和电子顺磁共振.氮-空位色心也可以用于微波和射频信号的精密测量.本文对围绕上述主题开展的一系列研究工作进行综述.     

The ideal relativistic rotating gas as a perfect fluid with spin

We show that the ideal relativistic spinning gas at complete thermodynamical equilibrium is a fluid with a non-vanishing spin density tensor σ_μν. After having obtained the expression of the local spin-dependent phase-space density f(x, p)_στ in the Boltzmann approximation, we derive the spin density tensor and show that it is proportional to the acceleration tensor Ω_μν constructed with the Frenet-Serret tetrad. We recover the proper generalization of the fundamental thermodynamical relation, involving an additional term −(1/2)Ω_μνσ^μν. We also show that the spin density tensor has a non-vanishing projection onto the four-velocity field, i.e. t^μ = σ_μνu^ν ≠ 0, in contrast to the common assumption t^μ = 0, known as Frenkel condition, in the thus-far proposed theories of relativistic fluids with spin. We briefly address the viewpoint of the accelerated observer and inertial spin effects.     

多层GaSb(QDs)/GaAs生长中量子点的聚集及发光特性

通过对多层GaSb量子点的生长研究,发现随着生长层数的增加,量子点尺寸逐渐变大,密度没有明显变化,并且量子点出现了聚集现象;当层数增加到一定数量、量子点聚集到一定大小时,聚集的量子点处会出现空洞。这些现象表明,各层量子点在生长过程中存在关联效应,并且GaAs层不能很好地覆盖在聚集的量子点之上,在继续生长其它量子点层时,聚集的量子点处在高温下出现GaSb的蒸发,从而出现空洞。PL谱出现了很宽的量子点发光峰,这很可能是由于多层量子点在生长时大小分布较宽而导致的结果。     

高分子化学位移的量化计算与固体NMR实验研究

该文以2种不同立构聚丙烯（iPP和sPP）为讨论对象,首先研究了量化计算方法在预测高分子¹³C 各向同性和各向异性化学位移（CSA）中的应用,然后讨论了近年来发展的测定¹³C CSA粉末线形的2种重要固体NMR实验技术（SUPER和RAI）的特点和实验优化问题. 最后,利用可获得接近无扭曲线形的SUPER技术测定了等规立构聚丙烯样品的¹³C CSA粉末线形,并与量化计算理论结果比较. 结果表明：¹³C 各向同性化学位移及CSA粉末线形的理论计算结果均与固体NMR实验结果有很好的符合,预示通过¹³C CSA量化计算结合固体NMR实验是阐明高分子微观结构的有力工具.     

量子计算算法介绍

量子计算机利用量子力学原理进行计算,具有量子并行计算的优势,能够超越经典计算1990年中期,量子算法取得突破,舒尔(Shor)构造了大数质因子的量子算法,葛洛沃(Grover)构造了无序数据库的量子搜索算法,引起了人们对量子计算的重视,极大地推动了量子计算的研究.文章简单介绍了几个典型的量子算法以及量子算法研究的一些新进展.     

近红外单光子探测

随着以单个光子作为信息载体的量子通信和量子加密技术的兴起,近红外单光子探测技术受到了广泛关注.近红外单光子探测系统具有极高的灵敏度,所以它还可以胜任探测其它近红外波段微弱光信号的任务.半导体雪崩光电二极管是当前最成熟的近红外单光子探测系统的核心元器件;文章阐明了雪崩光电二极管的暗电流和击穿电压对单光子探测的影响,同时还讨论了工作温度、直流偏置、门信号性质和计数阈值等系统参数之间相互制约的关系.     

类铍C Ⅲ,N Ⅳ,O Ⅴ离子的基态和亚稳态的直接单电离截面计算

本文使用相对论扭曲波近似计算了基态(1s2s21S)和亚稳态(2s2p3P)的类铍C Ⅲ,N Ⅳ和O Ⅴ离子的电子碰撞直接单电离截面.计算中包括了基态的2s壳层和亚稳态的2s、2p壳层的直接单电离而没有包括1s子壳层.其结果与现有的理论和实验数据进行了比较,相对论扭曲波近似结果在外型和大小上都与近期的实验数据很一致,且与其他理论结果相比,在近阑和高能范围内与实验数据符合得更好.     

电场调谐InAs单量子点的发光光谱

采用稳态和时间分辨发光光谱,研究了生长在p-i-n二极管结构内的InAs单量子点发光光谱的电场调谐特性.随着电场强度的增加,观察到量子点中激子发光的Stark 效应.通过选择不同波长的激光线激发量子点样品,发现随着电场强度的增加导致量子点发光强度的减弱,这是由于量子点俘获载流子概率的减小所致,而激子寿命的增加源于电场导致激子的Stark效应. 关键词： InAs单量子点 Stark效应 电子-空穴分离     

不同周期数的GaInAs/GaAsP多量子阱太阳能电池

为了研究不同量子阱周期数下GaInAs/GaAsP多量子阱太阳能电池性能的变化规律,利用金属有机化学气相沉积技术(MOCVD)制备了不同周期数的双结多量子阱太阳能电池样品以及无量子阱双结结构的参考样品,利用高分辨率X射线衍射仪(HXRD)和高分辨率透射电镜(TEM)测试了样品的晶体质量,同时在AM0(1×)光谱条件下测试了样品的I-V特性曲线和相应子电池的外量子效率。最终得到了高晶体质量、吸收截止波长在954 nm的Ga_(0.89)In_(0.11)As/GaAs_(0.92)P_(0.08)多量子阱结构,扩展波段的外量子效率最高达到75.18%,电池光电转换效率相对于无量子阱结构提升2.77%。通过对比测试结果发现,随着量子阱结构周期数的增加,太阳能电池在扩展波段(890~954 nm)的外量子效率不断提高,常规波段的短波响应(300~700 nm)会出现下降,长波响应(700~890 nm)会出现上升,短路电流和转换效率相应提升并趋于饱和。     

大功率短波长InAlGaAs/AlGaAs量子点超辐射发光管

为了满足超辐射发光管的短波长应用,采用InAlGaAs/AlGaAs量子点有源区和干法刻蚀工艺制备了短波长弯曲波导超辐射发光管。在1.6A脉冲电流注入下,器件峰值输出功率为29mW,中心波长为880nm,光谱半高宽为20.3nm。比较了干法刻蚀工艺和湿法腐蚀工艺对超辐射发光管器件性能的影响。在1.6A脉冲电流注入下,湿法腐蚀制备的器件峰值输出功率仅为7mW。与湿法腐蚀相比,干法刻蚀可以精确控制波导形状和参数,降低波导损耗,有效增大器件输出功率。