双量子点纳米复合物NO比率荧光探针的合成与应用

通过静电吸附作用,合成了CdSe@SiO_2-CdTe双量子点的纳米复合物.一氧化氮（NO）与CdTe量子点表面Cd离子结合形成Cd-NO复合物,引起CdTe量子点荧光猝灭,而不影响CdSe量子点的荧光.当NO浓度在0.1~2.2μmol/L之间变化时,该探针荧光强度比值I_（603）/I_（532）符合线性关系（R=-0.995 4）,从而实现对NO的定量检测.

耦合Majorana束缚态T形双量子点中的Andreev反射

研究了连接在正常金属电极和超导电极之间的耦合Majorana束缚态(MBSs)T形双量子点结构中的Andreev反射.研究发现,对于T形双量子点结构,当入射能量等于边耦合量子点能级时Andreev反射电导出现Fano振荡,连接MBSs之后,零费米能附近出现一对新的Fano型振荡峰.如果忽略两个MBSs之间的相互作用,零费米能点的Andreev反射电导为定值1/2G_0(G_0=2e^2/h),不受量子点能级、双量子点之间耦合强度以及量子点与MBSs之间的耦合强度的影响.此外,在没有耦合MBSs的T形双量子点结构中,调节双量子点间的耦合强度可以使零费米能附近的Andreev反射电导出现由共振带向反共振带的转变,而耦合MBSs之后,又可以使反共振消失转而出现新的共振峰.

平行耦合双量子点结构的低温输运性质

使用双杂质的Anderson模型的哈密顿量,从理论上研究了一个嵌入并联耦合量子点(DQD)的介观电路在低温情况下的非平衡电子输运性质,并用隶玻色子(slave-boson)平均场近似方法求解了哈密顿.结果表明在低温情况下,这个系统中的Kondo效应、库仑阻塞效应以及外加偏压的复杂相互关系决定了电子的输运性质随偏压的增加,电流先是快速增大而后缓慢增大;随耦合强度的增加,微分电导由Kondo单峰变成Kondo双峰,且峰值降低,双峰距变宽.

平行双量子点系统的磁输运性质研究

从理论上研究了平行双量子点系统的磁输运性质.基于广义主方程方法,计算了通过此系统的电流、微分电导和隧穿磁阻,计算结果表明:电子自旋关联效应可以促发一个很大的隧穿磁阻,而电子库伦关联效应可以导致负隧穿磁阻和负微分电导的出现,对相关的基本物理问题进行了讨论.

在强交变电场驱动下双量子点分子中激子的动态行为

利用有效的两点Hubbard模型,研究了在高强度交变电场驱动下的双量子点分子中激子的动力学行为。利用微扰理论,求解Floquet方程,从而得到准能的解析解,表明准能随交变电场的变化出现一系列共振点。通过计算初始局域态随时间的演化,发现在这些共振点处,动态局域化能够建立起来,说明尽管驱动电场倾向于使电子和空穴在空间分离,但在合适的强外电场驱动与弱的量子点间的耦合作用下,初始局域态依旧可保持动态局域化.

耦合双量子点的磁序与电子结构

耦合双量子点中电子间静电相互作用对电子在系统中隧穿效应具有重要影响.考虑电子隧穿,交换及Hubbard关联作用后,在单态近似下,本文求解了耦合双量子点二电子问题,讨论了铁磁基态及Mott局域化态出现的条件.这里的结果表明电子的隧穿不利于铁磁基态的形成,Hubbard关联越强越有利于Mott局域化态的形成,并且在交换作用下Mott局域化态会转变为铁磁基态.此外,外场可以诱导磁序相的改变.

基于双量子点分子与超导传输线的纠缠浓缩方案

本文利用控制双量子点分子与超导传输线共振器(STLR)的大失谐相互作用,实现任意两个量子点分子之间的耦合和控制操作,整个操作过程对STLR的衰减和热场均不敏感。基于这种耦合和控制操作,提出了量子点分子纠缠态的浓缩方案,该方案最大成功概率为50%。

耦合于铁磁电极平行双量子点的自旋极化输运

利用双杂质的Anderson模型的哈密顿量,从理论上研究了耦合于铁磁电极的平行双量子点的自旋极化输运性质,并借助运动方程方法求解了哈密顿量.结果表明,该系统在费米能级处的Kondo共振峰与自旋极化强度和磁通量的取值有关.与此同时,在平行组态情况下,Kondo共振峰位置发生了偏移,而在反平行组态情况下,Kondo共振峰出现在相同位置处.这些现象使得这一双量子点系统的物理特性更加丰富,它们将有助于解释自旋电子学中的电子关联问题.

基于量子点接触的开放双量子点系统电子转移特性

基于量子点接触探测器(QPC)理论上研究了双量子点(DQD)系统在耗散环境和纯退相环境影响下的电子转移特性.结果表明,耗散环境中探测器导致的退相干会增大平均电流和Fano factor随时间演化的值,并观察到量子芝诺效应的存在.在对称的DQD情况下,弛豫减小了平均电流随时间演化的震荡振幅.在非对称的DQD情况下,弛豫降低了Fano factor随时间演化的峰值.纯退相环境中测量会阻碍共隧穿过程中不同电流通道之间的转换,导致Fano factor的极高值.在对称的DQD情况下,增大纯退相速率会提高Fano factor.在非对称的DQD情况下,动力学随时间的演化对纯退相环境不敏感.另外,还发现探测器内n个电子的转移几率只受QPC与DQD耦合的影响.我们的结论可以为实验工作者研究电子输运特性提供理论参考.

自洽玻恩近似下串联双量子点的量子输运研究

结合自洽玻恩近似,用量子输运主方程理论研究了串联双量子点在任意电压下的输运问题.结果表明,对于无多体相互作用情况,用修正后的主方程理论计算得到的稳态电流-电压特性关系,与用波函数方法获得的结果符合得很好,但单粒子波函数方法不便描述有多体相互作用的量子输运问题,说明自洽玻恩近似下的主方程理论是一个有效的理论方法.给出有库仑阻塞情况下的电流电压关系,得到通常情况下量子主方程不能得到的库仑台阶的量子展宽效应.

库仑耦合双量子点系统的熵产生率

本文基于库仑耦合双量子点复合系统,研究了自发非平衡过程中熵产生率与信息流的基本关系.从玻恩马尔科夫近似下的量子运动主方程出发,获得稳态时总系统和子系统的熵产生率.利用Schnakenberg网络理论,揭示了各种熵产生率与基本环流的密切联系,发现全局环流决定了双量子点间的能量和信息交换,从而证明了化学势差驱动电子流动以及子系统间能量和信息交换是子系统熵产生的关键要素,信息交换引起的熵产生保证了电子输运的持续进行.结果表明在不违背热力学第二定律的基本条件下,信息可作为驱动力使电子从低化学势流向高化学势.

并联双量子点体系中的RKKY相互作用及局域磁矩

借助数值重整化群方法研究了并联双量子点体系中,在位库伦排斥作用及温度对体系局域态密度及磁矩的影响。计算表明:态密度中观察到的RKKY相互作用与在位库伦作用成反比关系;随着温度的变化,局域磁矩依次经历自由轨道区间、局域磁矩区间、自旋三重态区间以及Kondo屏蔽区间。计算结果和微扰理论的结果是吻合的。相关结论可以用来描述半导体量子点器件、磁性杂质、磁性分子结及相关团簇吸附问题的强关联效应。

结构对称性对双量子点干涉仪中量子输运的影响

采用非平衡格林函数方法求解量子输运过程，探讨结构对称性对双量子点干涉仪中量子输运的影响，结果表明，调节点一导线间耦合，导致双量子点干涉仪结构对称性和电子传输路径不同，使得电子隧穿并联双量子点结构呈现出一系列的新奇特性。当点一导线间的耦合强度不同，两量子点中阶梯状的平均电子占据数的分离程度不同，且两台阶的平缓程度也不同，证明了结构决定性能，也为设计可控量子器件提供一个理论依据。

两端联有铁磁电极的双量子点进动自旋系统的自旋极化输运

运用Keldysh方程,Dyson方程以及运动方程研究了两个进动自旋量子点系统中的自旋极化输运性质。研究发现:局域自旋在外磁场中的倾斜角只能影响态密度峰的高低,而不能影响态密度的峰位,态密度的峰位只由自旋交换作用强度与两个量子点之间的耦合强度决定,并且态密度峰是出现在ω=-J-t,-J+t,J-t,J+t四个位置上。

应用级联运动方程方法研究并联双量子点的量子纠缠（英文）

量子点体系是一类具有代表性的量子杂质体系．体系与环境之间的耗散过程和电子间的强相互作用对量子态的相干、纠缠有着极其重要的影响．多体效应和电子转移之间的竞争对局域自旋态之间的量子纠缠特性具有重要影响．本文应用级联运动方程方法对强关联双量子点系统的纠缠进行了定量研究．同时探究了总系统与子系统的信息熵之间的关系．

嵌入并联耦合双量子点介观环系统中的近藤效应

使用双杂质Anderson模型的哈密顿,从理论上研究了一个嵌入并联耦合双量子点介观环系统,当处在Kondo区时的基态性质,并用slave-boson平均场方法求解了哈密顿.研究的结果表明,在这个系统中,当两个量子点处于强耦合时,两个量子点可以相干耦合成一个人造分子,导致一个增强的Kondo效应和超强持续电流的出现.因此,在未来的纳米装置应用中,这个系统具有潜在的应用价值.

交变电场驱动下耦合双量子点中激子的动力学行为

利用两点Hubbard模型和Floquet定理 ,研究了交变电场驱动下耦合双量子点中激子的动力学行为 .计算结果表明 ,系统准能级随交变电场振幅的变化出现一系列严格交叉和回避交叉 .在最低的两个准能级的第一个严格交叉点处 ,初始局域状态一般能够保持 ,并且随着点内的电子空穴之间库仑相互作用的增强 ,动态局域化的程度会提高 .在最低的两个准能级的第二和第三个严格交叉点处 ,随着交变电场的增强 ,这种动态局域化被破坏 .在偏离准能严格交叉点和回避交叉点 ,则不能存在动态局域化现象 .

T型耦合双量子点系统的非对等Kondo共振分裂传输

利用隶玻色子平均场近似理论,并借助于单杂质的Anderson模型的哈密顿量,研究了T型耦合双量子点嵌入正常电极的基态输运性质.结果表明:在体系处于平衡状态时,随着双量子点的耦合强度增加,体系的Kondo效应被削弱.当耦合强度足够强时,Kondo量子点态密度的Kondo共振单峰分裂成两个不对等的Kondo共振双峰.在体系处于非平衡状态时,增加两电极的偏压,态密度的Kondo分裂的非对等性明显加强.

双发射碳量子点的一步合成及其用于卡托普利比率测定的研究

以间苯二胺(MPD)为唯一碳源,在乙酸存在条件下,一步水热法合成了新型双发射碳量子点(m-CQDs)。在305 nm波长激发下,m-CQDs于345 nm与511 nm波长处具有独立的双发射峰。在对m-CQDs结构表征和发光性能研究的基础上,实验发现,加入KMnO 4可使m-CQDs双发射峰中345 nm波长处荧光猝灭,其后再加入卡托普利(CAP),可使345 nm波长处猝灭后的荧光信号重新线性恢复,而511 nm波长处荧光信号基本不变。据此,以m-CQDs 345 nm波长峰强度为荧光响应信号,511 nm波长峰强度为参比信号,基于该m-CQDs探针直接形成“响应-参比”信号,可构建用于CAP测定的“猝灭-恢复”比率型荧光探针。该探针对CAP检出限为5.2×10^(-8)mol/L,CAP浓度在8.0×10^(-8)mol/L~1.0×10^(-5)mol/L范围内,与荧光信号比值F_(345)/F_(511)呈良好线性关系。通过比对紫外-可见吸收光谱和不同温度对猝灭常数的影响,讨论了KMnO 4及CAP对m-CQDs荧光探针“猝灭-恢复”机理。该研究实现了目标物CAP高选择性、低成本、高灵敏度的检测。

双量子点分子的电子结构

采用推广的LCAO方法和有限元方法计算了两个相同量子点组成的双量子点分子的电子结构 ,结果表明这种人造分子间的相互作用随两个量子点中心之间距离的变化可实现由共价键向离子键的转变 .对于两个不同的量子点组成的双量子点分子 ,利用有限元方法计算了两个量子点中心之间距离、量子点受限势高度以及量子点半径对这种人造分子的电子结构的影响 ,定性地说明了Oosterkamp等人的实验现象 .