不同浓度Mg掺杂单层Janus WSSe的第一性原理研究

二维Janus WSSe作为一种新型过渡金属硫族化合物(TMDs)材料由于其独特的面外非对称结构及众多新颖的物理特性,在自旋电子器件中具有巨大的应用潜力.本文基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,通过构建四种掺杂模型W_(9-x)Mg_(x)S_(9)Se_(9)(x=0、1、2、3),分别计算了不同浓度Mg掺杂单层WSSe的电子结构和光学性质.结果表明:掺杂使得WSSe由直接带隙半导体变为间接带隙半导体,并且随着掺杂浓度的增加,带隙逐渐减小,费米能级穿过价带,使得掺杂体系变成P型半导体,当x=3时,掺杂体系呈现金属性.此外,掺杂体系的静态介电常数随着掺杂浓度的增加而变大,极化程度显著增强,介电函数虚部和光吸收峰都发生了红移,说明掺杂有利于可见光的吸收.并且,静态折射率随着掺杂浓度的增加而呈现上升趋势,同时消光系数的峰值也与Mg原子的掺杂浓度呈现正相关.

InGaAs/GaAs应变量子阱能带结构的计算

为了进一步优化半导体激光器的性能,讨论了影响激光器中许多参数的能带结构.以InGaAs/GaAs应变量子阱材料为例,利用有限差分法对考虑价带混合效应的6×6 Luttinger-Kohn哈密顿量精确求解,得到导带和价带的能带结构图.计算结果表明,应变改变了传统无应变量子阱激光器中轻的导带有效质量与非常重的价带有效质量之间的巨大不对称性,更有利于提高激光器的性能.

具有Kagome结构磁振子晶体中平带及带隙的研究

提出了一种具有Kagome结构的磁振子晶体模型,由铁(Fe)圆柱排列在氧化铕(EuO)基底中构成.利用平面波展开法,对磁振子晶体带结构做数值计算.研究发现,体积填充率一定时磁振子晶体有平带、狄拉克点和带隙出现,并且随着体积填充率的不断变化,平带的位置和数目以及带隙的位置和宽度均发生了变化.人工磁振子晶体中平带的发现完善了凝聚态物理学拓扑的研究内容,也可为局域性滤波器件的制作提供思路和理论基础.

半导体陶瓷粉末制备方法的比较研究

随着电子工业的高速发展,对半导体陶瓷材料性能的要求越来越高。制备工艺是决定其质量的关键技术之一。文章对半导体陶瓷粉末制备方法如机械粉碎法、喷雾热解法、沉淀法、溶胶--凝胶法、水热合成法、水解法、气相化学反应法等进行了综合评述。比较和分析了各工艺方法的优缺点,并提出制备性能优异的陶瓷粉体的发展趋势。

爆炸法合成纳米碳集聚体和纳米金刚石的EPR研究

爆炸法合成的纳米碳集聚体和纳米金刚石具有大量的结构缺陷和表面官能团 .电子顺磁共振 (EPR)研究表明 ,它们均含有大量的自由基 ,而且纳米碳集聚体和纳米金刚石的EPR谱的形状、峰面积、g因子以及线宽ΔHpp等都存在着较大的差异 .此外 ,还探讨了制备方法、化学处理条件、粒径大小。

一维三组元准周期结构声子晶体的透射性质

构造了一维三组元类Fibonacci、广义Fibonacci准周期结构声子晶体模型,研究弹性波在其中的传播和局域行为.对弹性波通过一维三组元复合结构声子晶体的透射系数进行数值计算,并与一维二组元复合结构声子晶体的透射系数作比较.结果表明:一维三组元准周期结构声子晶体可以获得比二组元复合结构声子晶体更宽的带隙,而且在带隙内有丰富的局域模式存在;三组元广义Fibonacci准周期结构声子晶体可用于弹性波/声波滤波器件的制作材料.

二维粗锐结构声子晶体带结构的计算

提出二维粗锐结构声子晶体模型,采用平面波展开法数值计算了不同体积填充率下二维正方粗锐和圆粗锐结构声子晶体的带结构.计算结果表明,利用粗锐结构的散射体同样可获得较宽的完全带隙,正方粗锐和圆粗锐结构的声子晶体最大带隙分别出现在体积填充率为f=0.313 6和f=0.321 6处.

二维磁振子晶体带结构的优化

采用平面波展开法,数值计算了二维磁振子晶体的带结构,其中磁振子晶体是由铁(Fe)圆柱和椭圆柱散射体分别按长方或正方排列在氧化铕(EuO)基底中形成的.研究了圆柱和椭圆柱分别在正方或长方排列下对带隙结构的影响,数值结果表明,在长方排列下利用椭圆柱散射体能够优化带隙,而在正方排列下圆柱散射体的磁振子晶体带隙结构更为优化,可见散射体的形状和排列方式是影响带隙结构优化的重要因素.

四元混晶InGaAsP应变量子阱在组分调制下的能带转型

采用模型固体理论,在计入晶格失配造成的应变效应的情况下,计算了In1-xGaxAsyP1-y/InGaAsP单量子阱中电子和空穴的能带.结果表明:通过调整混晶组分,可以方便地调制能带结构,实现能带转型;当阱由单层变为多层时,通过控制组分可使势阱由方阱变为抛物阱.

基于二维表面等离子体激元的微结构

在介电常数符号相反的两个材料的界面处可激发出表面等离子体激元 (Surface plasmon)。文中利用普通扫描电子显微镜中出现的电子束诱导沉积纳米碳基本现象 ,提出和发展了一种无需光刻胶和额外掩模的亚微米图形化技术。采用这一新方法 ,成功地在镀金的半导体 In Ga Al P量子阱表面制备了各种亚微米点阵结构 。

光诱导LiNbO_3:Fe晶体光孤子串的形成

用条形光束辐照具有光子晶格结构的自散焦LiNbO3:Fe晶体,在适当条件下,辐照在光子晶格上的条形光束会产生光孤子串,而且无需施加外电场.实验结果显示,影响光孤子串形成的因素有光束宽度、晶格周期和晶格折射率变化量等.对光孤子串现象产生的原因进行了理论分析,所得结论与实验结果符合的较好.

一维磁振子晶体带隙结构的研究

近年来,对磁振子晶体的研究已成为热点,与光子晶体等复合材料的性质类似,磁振子晶体也有带隙现象出现,频率在带隙范围内的自旋波在磁振子晶体内将被禁止传播。由此磁振子晶体有望能够被应用于广泛的仪器制造中。本文采用平面波展开法数值计算了分别由铁与钴、铁与氧化铀、钴与氧化铀材料构成的一维无限大各向同性的磁振子晶体的带结构,讨论了不同的填充率对磁振子晶体带隙结构的影响。计算结果表明,交换作用场对自旋波带宽的影响很明显。

弹性波斜入射二维声子晶体带结构的计算

采用标量势函数展开的多重散射理论法,数值计算了弹性波斜入射二维固体/液体声子晶体时的带结构.该方法克服了平面波展开法在处理固体/液体系统时不收敛的缺点,简化了在多重散射理论中应用张量数学推导的繁杂性.计算发现:随着斜入射波矢轴向分量的增加,带结构整体向高频方向移动;二维周期平面内出现了低频传播禁区,并且随着斜入射分量的增加而逐渐增大.

四元混晶InGaAsP应变量子阱在压力调制下的能带转型

采用模型固体理论计算了四元混晶In1-xGaxAsyP1-y/In0.85Ga0.15As0.7P0.3/In1-xGaxAsyP1-y单量子阱系统中电子和空穴的能带结构,研究了流体静压力对能带的调制作用.结果表明:通过引入流体静压力,可以方便地实现单量子阱的能带转型(类型Ⅰ到类型Ⅱ的转变);当x=0.2,y=0.7时,电子、重空穴、轻空穴能带转型时的临界压力分别约为0.5,8,1.5GPa;0.5GPa≤P<8GPa时,量子阱的能带均为类型Ⅱ.

某类生物种群模型的动力性研究

针对一类生物种群总量变化模型f_λ(x)=λsinπx,提出了该模型中不同λ值下的动力性分析;该方法对λ的取值区间进行分类,分别通过两种方法分析其动力性,与传统方法相比,更容易被应用于不同的模型中;该研究结合离散动力系统,不变集,斥子和Hausdorff测度的定义和性质,将Lagrange中值定理应用到该模型逆映射的两个不同分支中,得到了有关f_λ的逆映射的不等式,进而得到f_λ存在唯一不变集的条件和不变集与斥子间的关系;最后,对较大的系数λ,估计了f_λ(x)的斥子的Hausdorff维数;对于区间(0,1]上的系数λ,分别研究了f_λ(x)迭代的动力性,研究结论比传统方法更容易应用于相应的生物种群模型。

二维椭圆柱散射体磁振子晶体带结构的计算

采用平面波展开法,数值计算了由Fe椭圆柱正方排列在EuO基底材料中构成二维椭圆柱散射体磁振子晶体的带结构.数值计算结果表明,通过旋转椭圆柱可以有效地拓宽自旋波带隙,实现自旋波带隙的优化.

Bi_2Te_3柔性热电薄膜发电器件

在几种形状不同的柔性电路板上磁控溅射Bi_2Te_3薄膜,温差测试之后进行结构的优化设计。在给予一定温差条件下,测量优化设计后的柔性热电薄膜在退火前后的输出电压和电阻率,并提出了改进措施。研究表明:优化后的柔性热电薄膜相较之前有很大的改善;柔性热电薄膜输出的电压与提供的温差近似呈线性关系;在温差为200K时,输出电压为310mV,电阻率为0.792mΩ·cm;200℃/h真空退火后,输出电压增大到368mV,电阻率也同时增大,达到0.869mΩ·cm。

不掺杂GaAs膜注入载流子感生线偏振光吸收谱和光荧光谱

实验测量MOVPE生长不掺杂GaAs膜注入载流子感生线偏振光吸收谱和激光光荧光谱。结果表明注入载流子引起带隙和光荧光谱峰值明显减小。它们与注入载流子浓度均呈非线性变化关系。

二维嵌套复式晶格磁振子晶体带结构的计算

基于基元替代法的思想,提出一种复式晶格结构的磁振子晶体模型,该模型用小尺寸的铁圆柱阵列替代简单正方晶格中的每个单圆柱基元,构成二维嵌套复式正方周期结构的磁振子晶体,并导出这种磁振子晶体的结构因子表达式.以氧化铕基底材料为例,通过数值计算自旋波在晶体中的带结构,研究了带隙宽随体积填充的变化行为.结果表明,嵌套复式晶格磁振子晶体在体积填充率不变的情况下,产生的低频带隙比简单晶格磁振子晶体的带隙要宽,从而达到优化和调节带隙结构的目的.

并五苯系列电子性质的研究

采用单电子紧束缚模型计算了并五苯分子的电子能级和波函数,并与并四苯、并六苯、并七苯进行了比较.结果表明,随着并苯系列分子数的增加,基态电子能级逐渐减小,而最高激发态的电子能级逐渐增大.研究了氢掺杂对并五苯电子性质的影响,波函数二阶矩的数值结果表明,掺杂的氢原子个数越多,二阶矩值越小,掺杂后的并五苯电子态局域性越大.另外,电子能级对掺杂位置比较敏感.