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CsPbBrxI3-x全无机钙钛矿量子点的组分及浓度对电子结构及荧光性质影响研究

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化学学报 2024年第8期82卷 879-886页

作者：彭亚晶赵雨新杨金辉仉昕昕程佳玲渤海大学物理科学与技术学院

全无机铯-卤化铅钙钛矿材料因其优异的性能在光电领域具有广泛的应用前景.本工作通过第一性原理计算和稳态、瞬态荧光光谱实验研究了CsPbBrxI3-x（x=3, 2, 1, 0）全无机钙钛矿量子点卤素组分和量子点浓度对其电子结构及荧光性质影响规律... 详细信息

全无机铯-卤化铅钙钛矿材料因其优异的性能在光电领域具有广泛的应用前景.本工作通过第一性原理计算和稳态、瞬态荧光光谱实验研究了CsPbBrxI3-x（x=3, 2, 1, 0）全无机钙钛矿量子点卤素组分和量子点浓度对其电子结构及荧光性质影响规律.通过对材料CsPbBrxI3-x进行能带结构和态密度的计算,发现这种钙钛矿的带隙类型都为直接带隙,带隙值随着I原子的不断取代,带隙变窄,表明了可通过增加I含量来实现量子点的能带调控.通过对Cs Pb Br3和Cs Pb Br2I全无机钙钛矿量子点进行稳态发光和皮秒时间分辨单光子计数实验,发现随着量子点浓度的增加,发射光谱红移,光致发光强度先增大后减小,荧光辐射寿命增加.这些现象主要是由于量子点的量子限制效应以及自吸收效应导致的.随着量子点的浓度增加,量子点因发生团聚效应而尺寸增大,导致发射光谱红移.当量子点浓度大到一定程度时,量子点的吸光度逐渐饱和,自吸收效应会使发射荧光部分被吸收,导致荧光发射强度先增大后减小.随着钙钛矿量子点浓度的增加,量子限制效应导致量子点团聚,尺寸增大,进而使其荧光辐射寿命增加.随着I含量的增加,量子点捕获态产生导致晶体结构的扭曲,因而荧光寿命变短.这些结果表明激子重组过程可通过调节浓度和卤素组分进行控制.

关键词：全无机钙钛矿电子结构光致发光辐射寿命卤素组分尺寸依赖

弯曲应变下六角晶格量子反铁磁体的赝朗道能级

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物理学报 2024年第2期73卷 49-58页

作者：解晓洁孙俊松秦吉红郭怀明北京科技大学物理系北京100083 北京科技大学理论物理研究所北京100083 北京航空航天大学物理系北京100191

利用线性自旋波理论和量子蒙特卡罗方法研究了弯曲应变下六角晶格量子反铁磁体的赝朗道能级.通过线性自旋波理论,发现磁赝朗道能级出现在磁子能谱的高能端,其能级间距与能级指数的平方根成正比.线性自旋波理论和量子蒙特卡罗方法都显示... 详细信息

利用线性自旋波理论和量子蒙特卡罗方法研究了弯曲应变下六角晶格量子反铁磁体的赝朗道能级.通过线性自旋波理论,发现磁赝朗道能级出现在磁子能谱的高能端,其能级间距与能级指数的平方根成正比.线性自旋波理论和量子蒙特卡罗方法都显示,尺寸相同时随着应变强度的逐渐增加,局域磁化强度逐渐减弱,应变强度相同的条件下反铁磁序在y方向上连续减弱,因为上边界处的海森伯链解耦为孤立的垂直链,导致上边界附近的磁序被破坏.量子蒙特卡罗方法提供了更精确的反铁磁序演化:在特定应变强度下上边界处垂直关联不变,水平关联增加,从而影响磁化强度,使局域磁化在上边界处呈上翘趋势.研究结果有助于理解弯曲应变对自旋激发的影响,并可能在二维量子磁性材料实验中得以实现.

关键词：弯曲应变赝朗道能级线性自旋波理论量子蒙特卡罗方法

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掺钨VO_(2)纳米粉双相界面自组装成膜及微结构的光学性质

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光子学报 2024年第4期53卷 198-208页

作者：周杨洋姜佳彤张笑然田梦杰董博文朱亚彬北京交通大学物理科学与工程学院物理系北京100044

VO_(2)的相变温度68℃限制了其在室温环境中的应用和安全性,采用W^(6+)离子掺杂的方法可有效降低VO_(2)相变温度。利用涂有真空硅脂的聚苯乙烯模具和添加表面活性剂的W_(x)V_(1-x)O_(2)纳米溶液,在玻璃基底上通过双相界面自组装方法将... 详细信息

VO_(2)的相变温度68℃限制了其在室温环境中的应用和安全性,采用W^(6+)离子掺杂的方法可有效降低VO_(2)相变温度。利用涂有真空硅脂的聚苯乙烯模具和添加表面活性剂的W_(x)V_(1-x)O_(2)纳米溶液,在玻璃基底上通过双相界面自组装方法将水热法合成的W_(x)V_(1-x)O_(2)纳米粉末制备成薄膜,在此基础上加装直径1μm的聚乙烯线制备W_(x)V_(1-x)O_(2)/glass微结构。直接观察到液/固双相界面上毛细管流的运动过程,以及微结构两侧对称出现半月形的现象。液-固-气系统复杂的动态变化的过程,遵循流体动力学和热力学的规律。X射线衍射表征结果表明,自组装W_(x)V_(1-x)O_(2)薄膜为多晶结构,主要成分为M相VO_(2)和少量钒的其他价态氧化物及少量钨钒的氧化物(WVO_4);近红外透过率测试显示W_(x)V_(1-x)O_(2)/glass薄膜随温度变化规律与理论模拟计算的趋势吻合;其温度-透过率曲线“突变”特性优于旋涂法制备的薄膜;可见光的微结构衍射图样类似光栅衍射图样,表明此种薄膜和微结构制备方法可行。研究结果可应用于防护涂层制备和微结构光学调控领域。

关键词：薄膜微结构掺钨二氧化钒双相界面自组装光学透过率衍射图样

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六方氮化硼中声子耦合的室温单光子发射

中国科学:物理学力学天文学 2024年

作者：陆欣杜兰大学物理与工程物理系

光子是飞行的量子比特,将单光子与其他量子体系耦合是实现光子计数操控量子态的前提.最近的研究报道了六方氮化硼(hBN)中声子耦合的单光子发射,通过电子跃迁模型解释了声子参与的缺陷态激发和单光子发射过程,这一结果为室温单量子水平... 详细信息

光子是飞行的量子比特,将单光子与其他量子体系耦合是实现光子计数操控量子态的前提.最近的研究报道了六方氮化硼(hBN)中声子耦合的单光子发射,通过电子跃迁模型解释了声子参与的缺陷态激发和单光子发射过程,这一结果为室温单量子水平下操控电子-声子耦合提供了可能.

关键词：单光子二维材料声子缺陷发光

元素周期表中的电子亲和势及砷电子亲和势的测量示例

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第1期37卷 1-12,I0117页

作者：闫帅廷陆禹竹张瑞宁传刚清华大学物理系低维量子物理国家重点实验室北京100084

基于先前对原子的电子亲和势和原子负离子的分析工作[*** 51,021502(2022)],本篇综述提供了一个关于原子的电子亲和势的简要概述.本文简要描述和对比了三种常用的测量电子亲和势的实验方法,以凸显它们各自的优缺点.为了阐明目前研究中... 详细信息

基于先前对原子的电子亲和势和原子负离子的分析工作[*** 51,021502(2022)],本篇综述提供了一个关于原子的电子亲和势的简要概述.本文简要描述和对比了三种常用的测量电子亲和势的实验方法,以凸显它们各自的优缺点.为了阐明目前研究中所使用的慢电子速度成像法的特点,本文对砷元素(As)的电子亲和势以及其负离子(As-)的激发态进行了测量.测得As元素的电子亲和势为6488.61(5)cm^(-1)或0.804485(6)eV.实验清晰地分辨了As-的精细结构,其激发态^(3)P_(1)能量比基态^(3)P_(2)的能量高出1029.94(18)cm^(-1)或0.12770(3)eV;激发态^(3)P_(0)能量比基态^(3)P_(2)的能量高出1343.04(55)cm^(-1)或0.16652(7)eV.

关键词：元素周期表电子亲和势砷元素慢电子速度成像

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磁子自旋转移力矩驱动的畴壁纳米振荡器

科学通报 2024年第21期69卷 3185-3190页

作者：范明明颜明上海大学物理系上海200444

自旋纳米振荡器是一种新型的自旋电子学器件,与传统的半导体振荡器相比,具有尺寸小、调频范围宽、易集成等优点.以往的自旋纳米振荡器通常是由自旋极化电流通过自旋转移力矩效应进行驱动.本文提出一种可能的由自旋波驱动的纳米振荡器的... 详细信息

自旋纳米振荡器是一种新型的自旋电子学器件,与传统的半导体振荡器相比,具有尺寸小、调频范围宽、易集成等优点.以往的自旋纳米振荡器通常是由自旋极化电流通过自旋转移力矩效应进行驱动.本文提出一种可能的由自旋波驱动的纳米振荡器的设计方案.我们的微磁学模拟结果表明,圆柱形铁磁纳米线中的钉扎畴壁在自旋波的驱动下可以发生持续进动.畴壁进动频率在GHz量级,与透射自旋波振幅呈正相关,与材料的阻尼系数呈负相关.畴壁的进动方向由自旋波的传播方向及畴壁类型决定.基于磁子自旋转移力矩效应建立的理论模型可以定量解释圆柱形纳米线中自旋波驱动的钉扎畴壁的动力学性质.这一发现原则上为铁磁纳米结构中自旋波的输出提供了一条新的途径,对于发展未来自旋电子学器件具有潜在的应用价值.

关键词：自旋波畴壁微磁学模拟磁子自旋传递力矩纳米振荡器

In_(0.52)Al_(0.48)As/InP的正向和反向异质结在带隙附近的不同光谱现象

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物理学报 2024年第2期73卷 287-292页

作者：吴洋胡晓刘博文顾溢查访星上海大学物理系上海200444 中国科学院上海技术物理研究所上海200083

应用光电导谱(PC)和光致发光谱(PL)研究了由分子束外延在InP(100)衬底上生长In_(0.52)Al_(0.48)As获得的两种异质结外延结构,分别是在InP衬底上生长InAlAs形成的正向异质结样品(样品A:In_(0.52)Al_(0.48)As/InP)和InAlAs层继续生长InP... 详细信息

应用光电导谱(PC)和光致发光谱(PL)研究了由分子束外延在InP(100)衬底上生长In_(0.52)Al_(0.48)As获得的两种异质结外延结构,分别是在InP衬底上生长InAlAs形成的正向异质结样品(样品A:In_(0.52)Al_(0.48)As/InP)和InAlAs层继续生长InP形成的上层为反向异质结的双异质结样品(样品B:InP/In_(0.52)Al_(0.48)As/InP).PL和PC实验采用光从表面入射激发的测量构型,样品测量温度为77 K.样品A的PC谱显示,在激发光能量大于表面In_(0.52)Al_(0.48)As层的带隙时出现了电导陡降的反常变化,还在916 nm波长处呈现一小的电导峰结构.PL谱对应此波长位置则出现很强的发光峰.样品B则未观察到上述光谱特征,该差异可从两类异质结不同的界面电子结构获得解释.

关键词：半导体光谱半导体界面光电导光致发光

量子信息中的度量空间方法在准周期系统中的应用

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物理学报 2024年第4期73卷 69-77页

作者：冯曦曦陈文高先龙浙江师范大学物理系金华321004 北京计算科学研究中心北京100193

得益于量子信息理论的发展,保真度、纠缠熵等概念被引入到量子相变的研究中,不仅能用来标识新奇的物质相,还能用来探测量子相变的临界点以及描绘其临界行为.从度量空间的角度来看,这些物理量都可以被理解为度量空间中两个函数的距离.本... 详细信息

得益于量子信息理论的发展,保真度、纠缠熵等概念被引入到量子相变的研究中,不仅能用来标识新奇的物质相,还能用来探测量子相变的临界点以及描绘其临界行为.从度量空间的角度来看,这些物理量都可以被理解为度量空间中两个函数的距离.本文利用波函数和实空间中密度分布函数的距离,研究了以广义Aubry-André-Harper模型为代表的准周期系统,发现该方法不仅能标识拓展相、临界相和局域相,还能找到准确的相变点并计算出临界指数.此外,不仅将度量空间方法推广到波包扩散动力学研究,还提出了一种新的量,即态密度分布函数的距离,发现上述定义的两种物理量都能标识不同的物质相及相变点.通过定义某个函数在不同参数下的距离,不仅为标识已知系统相变点提供了研究工具,还为探测未知系统的不同物质相、相变点及其临界行为提供了一种直观的方法.

关键词：量子相变度量空间准周期系统局域化

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FASER实验:简介与研究进展

科学通报 2024年第8期69卷 1025-1033页

作者：刘锦枫逄昊王驰艾小聪陈新胡震清华大学物理系北京100084 清华大学致理书院北京100084 郑州大学物理学院(微电子学院) 郑州450001

FASER(ForwArd Search ExpeRiment)是一个位于大型强子对撞机(Large Hadron Collider,LHC)上的前向粒子探测实验.LHC质子对撞产生的质量轻、能量高的粒子往往会沿着束流方向飞行,并逃离传统粒子探测器的覆盖区域.对这些前向粒子的探测... 详细信息

FASER(ForwArd Search ExpeRiment)是一个位于大型强子对撞机(Large Hadron Collider,LHC)上的前向粒子探测实验.LHC质子对撞产生的质量轻、能量高的粒子往往会沿着束流方向飞行,并逃离传统粒子探测器的覆盖区域.对这些前向粒子的探测和研究是传统探测器实验很好的补充.FASER探测器(包括其专门用于探测中微子的子探测器FASERν)位于ATLAS对撞点处束流切线方向下游480 m,物理目标包括可能的暗物质候选者和对撞机产生的中微子.2023年3月,FASER首次直接探测到约153个对撞机产生的高能中微子,信号显著度为16σ.随后,FASER合作组又公布了其暗光子搜寻结果,未发现显著信号,但给出了质量在17~70 MeV范围内、■在2×10^(–5)~1×10^(–4)范围内的暗光子可能性的世界最好限制.正在计划中的前向物理设施(Forward Physical Facility,FPF)或将成为未来HL-LHC时代前向物理研究的新阵地.本文将介绍FASER实验装置及其物理目标,并简要介绍FASER初步的实验结果.

关键词： FASER FASERν FPF 前向物理中微子暗光子