电趋肤效应与电子能态关系的研究

用电磁学理论结合凝聚态物理学理论研究了电趋肤效应问题,它包括处于静电平衡状态下的导体上的感应电荷分布在导体的外表面上、交流电流的趋肤效应和超导电流的趋肤效应.分析指出,电趋肤效应是由于电子在晶格势场中能态升高,其载体内部不存在容纳这种处于高能态电子的能级,从而表现出趋肤效应.

V,Cr掺杂CdSe铁磁半导体的电子能态密度和半金属性质研究

在共轭梯度近似(GGA)下,采用第一性原理平面波赝势方法,对V和Cr掺杂闪锌矿CdSe半导体的基态电子能态密度和磁性进行了研究.结果表明,掺入磁性过渡金属V和Cr后的CdSe明显具有铁磁性,每个超晶胞的总磁矩为3.0和4.0μB,而且呈现出显著的半金属特征.这对在半导体工业中实现自旋载流子注入具有一定的理论价值.

球壳量子点中电子能态及其量子比特的性质

通过求解球壳量子点的能量本征方程,得到电子能态,并以两能态叠加构造一个量子比特。对InAs材料的数值计算表明:当电子受限增强时,能量本征值增大。量子比特内电子的概率密度分布与电子的空间坐标和时间有关,在球壳的中心球面上电子出现的概率最大,在球壳边界面出现的概率为零,且各个空间点的概率密度随方位角周期性变化和随时间做周期性振荡,振荡周期随着外径(或内径)的增大而增大。

量子台阶上准束缚电子能态光学性质研究

给出量子台阶上准束缚电子能态间的跃迁特性，通过理论计算模型中等效电子波函数相干长度对量子台阶光学特性的影响，提出一种对电子波函数相干长度行为的实验研究途径．

固体材料中原子核外价电子能态变化研究

研究了改变材料中价电子能态的方式问题,结果表明,温度、材料体积、外场和掺杂是改变材料内价电子能态的四种方式,指出,材料体积对价电子能态的影响主要表现在0 K时能带的形成;温度和外场对价电子能态的影响,主要体现在对价电子轨道运动能量的影响上;掺杂改变了晶格势场的分布,从而改变了价电子在晶格势场中的电势能,改变了价电子的能态.

V,Cr掺杂AlP稀磁半导体的电子能态密度和磁性研究

在共轭梯度近似(GGA)下,采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,对V,Cr掺杂闪锌矿AlP半导体的基态电子能态密度和磁性进行了研究.结果表明,掺入V和Cr后的AlP明显具有铁磁性,每个超晶胞总磁矩为2.0和3.0μB,并具有显著的半金属特征.这对在半导体工业中实现自旋载流子的注入具有一定的理论价值.

三维量子环的电子能态

本文通过较精确地求解能量本征方程获得三维量子环的电子能态.数值结果表明:当量子环外半径和环高给定时,量子环能级能量会随环内径的增大而增大;当环内径和环高(或环外径)给定时,能量会随环外径(或环高)的减小而增大.当环外径增大到一定程度时,能量对外环的依赖关系不再明显.

电子能态研究与接触电位差、温差电现象的新解释

用经典物理学模型和凝聚态物理学方法研究了载流子能态的问题，得出了如下的结论：载流子能态的能量是由其在品格势场中的电势能、轨道运动动能和热运动动能及定向运动对轨道运动影响的能量构成的。影响载流子在晶格势场中电势能的因素有载流子密度和外界温度，前者是以斥力势能的方式表现的，后者是以引力势能的方式表现的，载流子定向运动对其轨道运动动能产生影响但对其在品格势场中的电势能不产生影响。用新的观点解释了内接触电位差和温差电现象，指出，内接触电位差是载流子密度变化改变了载流子在晶格势场中的电势能的宏观表现。温差电现象是在同一电路中不同温度处载流子不同能态变化的反应。

超导“邻近效应”与电子能态分布研究

运用稳恒条件和动量守恒定律说明了稳恒电路中,穿过任意横截面的全部载流子的定向运动总动量在数值上是守恒的;比较了超导薄膜中和正常导体的外表面层中载流子的能态,用以上的两个结果解释了超导“邻近效应”.

氯原子掺杂氙矩阵晶体的电子能态计算

提出一种计算卤素掺杂在稀有气体矩阵晶体中的多原子体系电子态的半经验模型；并运用该模型计算出氯原子掺杂氙矩阵晶体的能态、波矢、势能面、跃迁偶极矩及跃迁辐射能量，计算值与测量值相符。计算表明氙晶体中存在Ｘｅ＿２￣+ＣＩ－准分子，在激光激励掺杂氯原子的氙矩阵晶体实验中观测到的荧光，是来源于其电子态跃迁辐射。

γ辐照Al^(3+):α-石英晶体的光吸收谱及其GOW心的色心电子能态

本文用水热法生长了Al^(3+):α-SiO_2石英晶体,测量了γ射线辐照赋色的晶体的吸收光谱。主要的可见吸收带位于2、61ev,2.07ev和2.30ev处。其中2、6ev和2、07ev吸收带是GOW心(即〔Al_(e+)〕°心)产生的色心吸收带。本文理论上计算了GOW心的电子能态。对应该心两个吸收带的理论值分别位于2、72ev和1.94ev与实验结果相符。

面向国家核心器件需求 探索电子能态调控新机理--记2020年产学研合作创新奖个人郭霞

半导体光电探测器是人们探索和揭示未知世界不可或缺的重要技术手段,在国防安全、航空航天、激光雷达、光纤通信、生物医疗等当代信息处理和国防装备中广泛应用的、重要的、“卡脖子”的芯片。灵敏度是衡量光电探测器性能的核心指标。作为教育部长江特聘教授、北京邮电大学信息材料创新研究院筹备组长、先进半导体光电子器件团队负责人,郭霞立足国内,面向国家空间高技术对核心器件的迫切需求,致力于半导体光电子器件研究20余年,聚焦电子能态调控新机理的探索,并运用于高效高灵敏光电器件新结构的研制,通过产学研合作,在基础理论、关键技术及推广应用实现创新性突破,取得了许多极具代表性的创新成果。

半导体表面和界面电子态的研究进展

本文第一部份介绍了近年来有关半导体表面和界面电子态的一些实验与理论研究结果以及目前大家感兴趣的课题,第二部份则介绍理论研究方面主要使用的方法以及方法的特点和不足之处。

碱卤晶体中电子型色心的吸收谱能态计算

本文采用多种近似方法,分别对碱卤晶体中的F、F_A(Ⅱ)、F_A(Ⅲ)、F_2^+、F_(2A)^+、F_(2H)^+、F_2、F_2^-等电子型色心的吸收谱能态作了系统的理论计算。理论计算值与本实验室获得的实验值相比,除了个别色心外,相对误差均小于10％,取得了满意的结果。

非平衡态对高温超导体光场致发射的影响

由于外加电场的作用 ,高温超导体材料体内电子平衡态的化学势偏移导致出现非平衡状态 ,这种非平衡状态将影响高温超导体光场致发射的性质。文中对高温超导体的光场致发射受非平衡态的影响进行了研究。

静电场能量与价电子在晶格势场中电势能的改变

利用凝聚态物理学方法研究了处于静电平衡状态的带电体周围空间静电场能量的来源问题,讨论了改变导体内价电子在晶格势场中电势能的方式,得出了改变价电子密度、加热和使导体载流等三种方式均可以改变价电子在晶格势场中电势能的结论。进一步分析了处于静电平衡状态的导体周围空间的静电场能量来源的问题,得出了静电场能量来源于导体内载流子在晶格势场中电势能变化量的结论。

“关于惰性电子对效应”的探讨

“惰性电子对效应”是长期以来人们所指的一个奇特的化学现象。即P区元素中ⅢA、ⅣA、ⅤA主族元素,从上到下随着原子序数的递增,元素最高正所价态的稳定性减弱。这种从上到下低氧化态渐趋稳定的现象,

一维薛定谔方程的传递矩阵法求解

报道应用传递矩阵方法直接在数值上确定任意一维势结构中的束缚态与准束缚态．通过对２×２矩阵乘积过程中的数据分解处理，使该方法可直接应用于实际器件尺度的异质结构系统。

高压绝缘α-Al_2O_3涂层的XPS和EELS表面分析

用不同配方的Mn,Cr,Ti混合物涂复α－Al2O3绝缘瓷表面，在适当的条件下热处理，利用XPS和EELS测试分析了表面层的电子能态.发现在退火后各涂层成分的含量变化明显，由于配方元素不同程度地扩散、渗透进95Al2O3陶瓷基底内，通过反应生成了新相；根据价带谱和EELS分析，其表面层的价带顶移向真空能级，使能隙减小；能隙中的缺陷态、杂质态及表面态增加，有利于内次级电子的非弹性跃迁和二次电子发射系数的减小.

GaAs-Ga_(1-x)Al_xAs双异质结激光器的深能级荧光

测量了垂直于结平面各空间位置的荧光光谱和某些特定波长的空间分布.实验结果表明在 n-GaAs衬底、n-GaAs缓冲层和 P-GaAs有源层都存在着峰值波长为 1.03 μm和 1.09μm的深能级辐射.这些辐射在热处理和小电流密度老化下有着不同的行为. 另外在N-Ga_(1-x)Al_xAs层的荧光谱中还可以看到一个波长比有源区带到带的辐射还短的辐射.可以认为这是由于在N-P异质界面存在着电子势垒从而导致在N-Ga(1-x)AlxAs层中导带的非平衡电子与在Sn深受主能级上的非平衡空穴复合产生的辐射.