Designing Fano-Like Quantum Routing via Atomic Dipole-Dipole Interactions

Fano-like quantum routing of single photons in a system with two waveguides coupled to two collocated atoms is investigated theoretically. Using a full quantum theory in real space, photonic scattering amplitudes along four ports of the waveguide network are analytically obtained. It is shown that, by adjusting the atomic dipole-dipole interaction, an evident Fano-line shape emerges in the scattering spectra of the single-dot configuration system.Moreover, Fano resonance can also be achieved by varying the atom-waveguide coupling strength and atomic detuning, in the presence of the atomic dipole-dipole interaction. Therefore, the atomic dipole-dipole interaction may be utilized as a possible way to control spectral Fano-like resonance. The feasibility with the experimental waveguide channels is also discussed.     

掺杂对2H-MoTe2光电特性影响的第一性原理研究

MoTe₂是一种非空间反演对称性半导体,由线性偏振光照射,在无偏压条件下可以直接产生光电流,但是非常微弱.掺杂可以改变电子能带结构和降低空间反演对称性,从而有效的增强光电流.本文基于非平衡格林函数-密度泛函理论,采用第一性原理,计算了本征、Nb掺杂、Ti掺杂和W掺杂2H-MoTe₂的能带结构、透射谱和光电流.能带结构表明：Nb掺杂使半导体2H-MoTe₂能带穿越费米能级,转变为金属特性;Ti和W掺杂减小了2H-MoTe₂的带隙,能带没有穿越费米能级,依然为半导体.掺杂都降低2H-MoTe₂的反演对称对称性,从本征的D_3h转变为C_s.从而在线偏振光的照射下可以有效的提高2H-MoTe₂的光电流.同时,发现掺杂可以提高单层2H-MoTe₂在低光子能量下的消光比,如Nb和Ti掺杂单层2H-MoTe₂分别在光子能量1.1 eV和1.2 eV处取得39.48和28.48的高消光比...     

单壁碳纳米管吸附联苯类有机物的荧光光谱分析

利用芳香族化合物对单壁碳纳米管进行了化学修饰,并利用荧光光谱以及时间分辨光谱对修饰后的单壁碳纳米管进行了表征分析.实验发现吸附对三联苯后有1个荧光峰位置发生了蓝移,这说明吸附过程使对三联苯的一些能级分布发生了变化.测量吸附前后对三联苯和蒽甲醇的荧光寿命,发现吸附后的荧光衰减曲线下降趋势更加明显,对曲线进行多指数拟合得出的荧光寿命及其数目发生了变化,分析了可能导致该现象的原因.     

单壁碳纳米管吸附对三联苯的研究

利用对三联苯对单壁碳纳米管进行了化学修饰,并利用透射电镜、紫外可见吸收光谱、拉曼光谱对修饰后的单壁碳纳米管进行了表征分析.通过对比吸附前后的紫外可见吸收光谱发现,吸附后的光谱强度大约下降63.1%,说明单壁碳纳米管吸附上了对三联苯.通过拉曼光谱分析发现,吸附后单壁碳纳米管的拉曼光谱中主要峰的位置向长波方向移动了6～7 cm-1,认为拉曼光谱发生移动的原因是单壁碳纳米管吸附对三联苯前后状态的改变导致的.     

一维波导中并置两原子的量子纠缠

在线性离散关系下研究了一维波导中两个并列放置的原子之间的量子纠缠.为调查两原子间的纠缠度,用实空间方法计算了透射和反射光谱振幅,讨论了单光子的散射特性和纠缠态的并发性.结果表明:通过改变原子偶极-偶极相互作用可产生Fano线型的散射光谱,偶极-偶极相互作用可作为导致光谱Fano共振的一种可能的工具.通过调控原子-波导的耦合强度,量子并发也会发生Fano共振,可通过观察Fano共振推断出最大量子纠缠.     

单层2H-MoTe2光电效应的理论研究

材料的禁带宽度是影响光电探测器探测范围的重要因素.单层2H-MoTe2因具有合适的禁带宽度引起了科研人员广泛的研究兴趣.本文基于非平衡态格林函数-密度泛函理论,采用第一性原理方法,研究了单层2H-MoTe2的光电效应.结果表明:在线性偏振光照射下,MoTe2产生的光电流函数与唯象理论相吻合;在光子能量范围1.6～1.8...     

具有Stubs结构量子波导中电子的自旋传输特性

利用递归格林函数法研究了含Rashba自旋轨道耦合效应的具有Stubs结构的量子波导中电子的自旋极化传输特性.结果表明在含一个stub的量子波导系统中, 由于stub和Rashba自旋轨道耦合引起的势阱导致系统电导出现Fano共振形式的“山谷”和“针尖”结构, 通过改变自旋轨道耦合的强度可以调节它们的大小. 同时,在同样的位置自旋极化率也出现Fano共振或反共振结构. 当系统中出现多个周期性的stubs时, 在Fano共振点附近电导中出现一些小的带隙结构.但是,当系统加上磁场后, stubs和自旋轨道耦合带来的效应都被抑制, 系统的电导重新出现量子化台阶结构. 同时由于子带间干涉效应变小, 自旋电导也出现台阶结构.     

基于类叉形纳米结构的自旋极化电流分离器

采用递归格林函数法研究了含Rashba自旋轨道耦合(spin-orbit coupling,简记SOC)效应的类叉形纳米结构中电子的自旋极化输运性质。结果表明在非自旋极化电子入射时系统的两个出射端能得到大小相等但极化方向相反的两个自旋极化电流,其物理根源是由Rashba SOC和系统的几何结构导致的两出射端具有大小不相等的自旋电导。当系统中引入无序时,无序强度对自旋极化电流的影响较弱。这些效应说明所研究的系统有可能用来设计自旋极化电流分离器。     

单壁碳纳米管吸附酞菁类有机物的研究

利用苯氧基酞菁修饰单壁碳纳米管,并利用透射电子显微镜、紫外可见吸收光谱、荧光光谱以及拉曼光谱进行了表征分析.在透射电镜下观察到结合物呈现糖葫芦状,吸附后吸收光谱以及荧光光谱中峰的强度明显下降说明单壁碳纳米管吸附了大量的苯氧基酞菁,通过拉曼光谱发现吸附后单壁碳纳米管的拉曼光谱中主要峰的位置向长波数方向移动,原因是单壁碳纳米管吸附苯氧基酞菁前后状态的改变导致的.     

WSe2光电性质的第一性原理研究

本文采用基于非平衡态格林函数-密度泛函理论的第一性原理方法,计算了单层WSe₂的光电性质.计算结果表明：在小偏压下,几乎整个可见光范围内都能产生较强的光响应,且光响应与偏振角θ呈现完美的余弦关系,与唯象理论相符合.锯齿型和扶手椅型WSe₂纳米器件均在光子能量为2.8 eV(443 nm,对应于可见光)时,能产生较大的光响应;利用能带结构和态密度分析了产生较大光响应的原因,其主要来自第一布里渊区高对称点X处的电子受激跃迁.此外,WSe₂纳米器件还具有较强的各向异性和较高的偏振灵敏度;这些结果可为WSe₂在光电子器件中的应用提供重要的理论参考.