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Electronic Band Structure of Graphene Based on the Rectangular 4-Atom Unit Cell

Journal of Modern Physics 2017年第4期8卷 607-621页

作者： Akira Suzuki Masashi Tanabe Shigeji Fujita Department of Physics Faculty of Science Tokyo University of Science Tokyo Japan Department of Physics University at Buffalo State University of New York Buffalo NY USA

The Wigner-Seitz unit cell (rhombus) for a honeycomb lattice fails to establish a k-vector in the 2D space, which is required for the Bloch electron dynamics. Phonon motion cannot be discussed in the triangular coordinates, either. In this paper, we propose a rectangular 4-atom unit cell model, which allows us to discuss the electron and phonon (wave packets) motion in the k-space. The present paper discusses the band structure of graphene based on the rectangular 4-atom unit cell model to establish an appropriate k-vector for the Bloch electron dynamics. To obtain the band energy of a Bloch electron in graphene, we extend the tight-binding calculations for the Wigner-Seitz (2-atom unit cell) model of Reich et al. (Physical Review B, 66, Article ID: 035412 (2002)) to the rectangular 4-atom unit cell model. It is shown that the graphene band structure based on the rectangular 4-atom unit cell model reveals the same band structure of the graphene based on the Wigner-Seitz 2-atom unit cell model;the π-band energy holds a linear dispersion (ε−k ) relations near the Fermi energy (crossing points of the valence and the conduction bands) in the first Brillouin zone of the rectangular reciprocal lattice. We then confirm the suitability of the proposed rectangular (orthogonal) unit cell model for graphene in order to establish a 2D k-vector responsible for the Bloch electron (wave packet) dynamics in graphene.

关键词： Graphene Rectangular 4-Atom Unit Cell Model Primitive Orthogonal Basis vector Bloch Electron (Wave Packet) Dynamics k-vector Dirac Points Linear Dispersion Relation

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Electron Dynamics in Solids

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Journal of Modern Physics 2015年第6期6卷 733-748页

作者： Shigeji Fujita James McNabb III Akira Suzuki Department of Physics University at Buffalo State University of New York Buffalo USA Department of Physics Faculty of Science Tokyo University of Science Tokyo Japan

Following Ashcroft and Mermin, the conduction electrons (“electrons” or “holes”) are assumed to move as wave packets. Dirac’s theorem states that the quantum wave packets representing massive particles always move, following the classical mechanical laws of motion. It is shown here that the conduction electron in an orthorhombic crystal moves classical mechanically if the primitive rectangular-box unit cell is chosen as the wave packet, the condition requiring that the particle density is constant within the cell. All crystal systems except the triclinic system have k-vectors and energy bands. Materials are conducting if the Fermi energy falls on the energy bands. Energy bands and gaps are calculated by using the kronig-Penny model and its 3D extension. The metal-insulator transition in VO2 is a transition between conductors having three-dimensional and one-dimensional k-vectors.

关键词： Electron Dynamics Dirac’s Theorem Primitive Rectangular-Box Unit Cell Wave Packet k-vector

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基于螺旋基准点的导航星选取方法

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弹箭与制导学报 2012年第5期32卷 29-32页

作者：陈聪王宏力陆敬辉崔祥祥第二炮兵工程大学西安710025

针对现有导航星选取方法提取的导航星分布不均匀,以及方法复杂、速度较慢的不足,通过在球面上近似均匀分布的螺旋基准点邻域选取、保留一颗导航星,满足了分布均匀性的要求;采用k-vector方法在基准点附近搜索候选星,提高了方法的整体速度... 详细信息

针对现有导航星选取方法提取的导航星分布不均匀,以及方法复杂、速度较慢的不足,通过在球面上近似均匀分布的螺旋基准点邻域选取、保留一颗导航星,满足了分布均匀性的要求;采用k-vector方法在基准点附近搜索候选星,提高了方法的整体速度;提出了"距离-星等"加权方法对候选星进行筛选,以保留更为科学合理的导航星。仿真结果表明,选取的导航星分布较为均匀,方法实现简单、快速,且能够有效降低视场内可观测星数的标准差。

关键词：导航星螺旋基准点均匀性 k-vector 加权方法

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星象跟踪的实时性改进

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传感器与微系统 2012年第8期31卷 72-75页

作者：王伟峰刘志国王仕成刘太阳陆敬辉第二炮兵工程大学陕西西安710025

针对弹道导弹星象跟踪实时性问题,提出星象跟踪的实时性改进的一种新方法。该方法根据星象跟踪/预测方法与跟踪模式特点,首先,建立了基于统一存储的星表模式库,并采用k-vector作为检索方法,以提高检索速度;其次,为实时生成局域星象信息... 详细信息

针对弹道导弹星象跟踪实时性问题,提出星象跟踪的实时性改进的一种新方法。该方法根据星象跟踪/预测方法与跟踪模式特点,首先,建立了基于统一存储的星表模式库,并采用k-vector作为检索方法,以提高检索速度;其次,为实时生成局域星象信息集合,提出了并行多维检索的方法,以节省提取星像信息的时间;最后,进行算法性能分析。仿真实验结果表明:该算法能够大大地提高星象跟踪的实时性,提高导弹命中精度。

关键词：星象跟踪预测实时性 k-vector 并行多维检索

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