基于混合PSTD-FDTD方法的液晶光学特性模拟

对比分析了时域有限差分法(FDTD)和伪谱时域法(PSTD)的特点,并根据液晶盒的薄板结构特征提出了混合PSTD-FDTD的方法来模拟光在液晶中的传播。该方法在具有较小厚度和精细结构的液晶盒厚度方向上采用FDTD方法,而在具有大表面和相对较平滑内部介质的玻璃基板平面方向上采用PSTD方法。充分利用了FDTD方法适合求解具有精细结构的电小问题,而PSTD方法适合求解具有平缓内部介质的电大问题的特点。利用混合PSTD-FDTD和FDTD方法对开态下相同扭曲向列相液晶像素中光传播100 fs的分析结果表明,两种方法获得的透射率最大偏差小于3.3%。PSTD方法的使用减少了FDTD方法对内存的需求和计算时间,同时还保留了FDTD方法的精度。

FeSe超导薄膜的研究进展

FeSe及其相关化合物的高温超导性引起了凝聚态物理研究人员的广泛关注。在所有铁基超导体中,FeSe的成分和晶体结构最为简单,只存在铁基超导体最基本的结构单元FeSe层。FeSe超导体具有特殊的电子结构和物理特性,是铁基高温超导机制研究的理想平台。2012年,薛其坤组在SrTiO_3(STO)衬底表面采用分子束外延(MBE)法生长了单层FeSe薄膜,发现该体系的超导转变温度(TC)有接近80K的迹象,引起人们的广泛关注。先简要地介绍了FeSe晶体,FeSe/石墨烯薄膜的超导特性,再详细介绍了FeSe/SrTiO_3高温超导薄膜的输运性质、超导特性、电子结构以及可能影响单层FeSe/SrTiO_3薄膜高温超导的几个因素。

退火对Ge掺杂SiO2薄膜的影响

用等离子体增强化学气相淀积制备了Ge掺杂SiO2薄膜,并对薄膜进行了不同温度的退火处理。采用棱镜耦合仪、原子力显微镜和傅里叶变换红外光谱分析技术研究了不同退火温度对Ge掺杂SiO2薄膜性质的影响。通过1 100℃退火处理后,正的折射率变化量和负的体积变化量随着GeH4流量增加而增大,Ge-O-Ge键增多;而通过900℃退火处理后,折射率没有随着GeH4流量增加而增大;薄膜的表面粗糙度随着退火温度升高而降低。研究结果表明,SiO2薄膜中Ge掺杂过量,其折射率反常下降;通过1 100℃退火处理后,折射率随着GeH4流量增加而增大,折射率的增大主要是由于薄膜密实化和Ge-O-Ge键的形成。

基于时域有限差分法的液晶光学特性模拟

研究了模拟光在液晶中传播的时域有限差分(FDTD)法。该方法采用完全匹配层吸收边界条件来截断计算区域,通过独立计算总场区域与散射场区域的左连接边界和右连接边界上的入射场场值来实现非周期结构的平面波波源引入,并提出了分裂场一维辅助FDTD方法来计算含有非均匀各向异性介质的边界上的入射场场值。实现了平面波源入射下具有非周期结构的液晶器件光学特性计算。对开态下扭曲向列相液晶盒的仿真结果表明,30°入射时散射区透射率的最大泄漏误差小于3%,可知该方法对非周期、非均匀各向异性介质光学特性分析是有效的。

液晶光束偏转技术

新型光束偏转技术能够实现激光光束方向的实时可编程控制。利用基于液晶的光束偏转技术可建立无机械、低功耗、小型和轻量光束敏捷精确控制系统。综述了光束偏转技术国内外发展现状,阐述了基于液晶的光束偏转系统的原理和关键技术,以自行研制的液晶光学相控阵(LCOPA)为例说明了器件的设计与优化方法,分析了影响器件衍射效率的因素及改进措施,对提高液晶光学相控阵时间响应等性能的途径加以总结,并对基于液晶的光束偏转技术的发展方向作了展望。

USb_2单晶的生长、磁性和输运性质研究

采用Sb自助熔剂法成功生长高质量的USb_2单晶,并研究了磁化率、电阻、磁阻和比热容等性质。研究表明,中等关联强度的USb_2中的5f电子具有巡游和局域双重特征。USb_2中的5f电子在260 K附近开始发生相干,203 K由顺磁态转变为反铁磁态,进行费米面的重构。在113 K以下局域的5f电子与传导电子发生第一次杂化使费米面附近电子结构发生变化。在54 K以下通过第二次杂化使得费米面附近形成了杂化能隙。在更低温度下晶体场效应对物理性质也产生了一定的影响。