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基于石墨烯电极TCNQ分子结热/电输运性质理论研究

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原子与分子物理学报 2025年第3期42卷 135-140页

作者：刘仪伟邱乙峰张蓓新疆大学物理科学与技术学院乌鲁木齐830046

本文采用密度泛函理论和非格林平衡函数,对基于石墨烯电极的7,7,8,8-四氰基苯醌二甲烷(Tetracyanoquinodimethane,TCNQ)分子结热/电输运性质进行系统研究.研究结果表明:随着中心TCNQ分子个数的增加,声子透射系数明显降低,即声子透射行... 详细信息

本文采用密度泛函理论和非格林平衡函数,对基于石墨烯电极的7,7,8,8-四氰基苯醌二甲烷(Tetracyanoquinodimethane,TCNQ)分子结热/电输运性质进行系统研究.研究结果表明:随着中心TCNQ分子个数的增加,声子透射系数明显降低,即声子透射行为受到极大抑制.与此同时,电子透射系数也有一定程度的减小.在热/电参数的协同作用下,伴随分子数量的增加分子结热电转换性能呈上升趋势,1TCNQ热电优值(ZT)为0.016,而2TCNQ则上升了1个数量级,ZT值达到0.11.最后,我们对分子结依赖于分子结构个数的自旋输运性质进行研究,发现TCNQ分子结具有显著的自旋过滤效应,其过滤能力随着TCNQ分子数量的增加而增加.该工作可为实验制备分子热电器件提供理论依据和数据支持.

关键词：锯齿状石墨烯纳米带 TCNQ分子自旋输运性质自旋过滤效应

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碳族单质超导性的第一性原理研究

原子与分子物理学报 2025年第4期42卷 87-92页

作者：韩沛辰林永熠郑磊刘其军刘正堂高娟西南交通大学物理科学与技术学院成都610031 西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072

同为第四主族的元素,碳、硅、锗、锡、铅具有相似的价电子排布,但超导性却并不相同.锡和铅在常压下即可实现超导,硅和锗则需要在高压下才具有超导性,而碳的常规晶体结构在常压和高压下均尚未发现其超导性.压力在很大程度上是通过改变晶... 详细信息

同为第四主族的元素,碳、硅、锗、锡、铅具有相似的价电子排布,但超导性却并不相同.锡和铅在常压下即可实现超导,硅和锗则需要在高压下才具有超导性,而碳的常规晶体结构在常压和高压下均尚未发现其超导性.压力在很大程度上是通过改变晶体结构和原子之间的位置进而影响其超导性,本论文基于密度泛函理论的第一性原理计算,对碳、硅、锗、锡、铅五种第四主族元素的单质的晶体结构、电子结构、声子性质以及超导性质进行系统地对比分析.计算结果表明费米能级附近的电子态密度越高,金属体系实现超导所需的压力越小.在具有金属性的体系中价带靠近费米能级处带隙的存在会使电子更容易局域在费米能级附近,从而增大费米能级附近电子态的数目并提高体系的超导性.此研究为探究超导机制并提高材料的超导性提供思路.

关键词：超导性第一性原理计算碳族元素电子结构

金属掺杂的磷烯对亚甲基蓝的吸附机理:DFT-D研究

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原子与分子物理学报 2025年第3期42卷 52-60页

作者：王群周乃武赵虹林杨丽欣邓壹铭单正莉杨志豪邓良平梅青刚孙玉希绵阳师范学院生态安全与保护四川省重点实验室绵阳621006 绵阳师范学院生命科学与技术学院绵阳621006 绵阳师范学院化学与化学工程学院绵阳621000 绵阳师范学院光致功能材料重点实验室绵阳621006 曲阜师范大学生命有机分析重点实验室山东曲阜273165 北京市食品风味化学重点实验室北京100048

随着工业的发展,染料废水对人类和环境的危害愈加显著,其中偶氮类的亚甲基蓝这种染料废水不仅色度大,而且难以降解.因此设计一种高效且灵敏的吸附剂来去除亚甲基蓝对人类和环境的危害是亟须解决的问题.本研究利用基于色散力校正的密度... 详细信息

随着工业的发展,染料废水对人类和环境的危害愈加显著,其中偶氮类的亚甲基蓝这种染料废水不仅色度大,而且难以降解.因此设计一种高效且灵敏的吸附剂来去除亚甲基蓝对人类和环境的危害是亟须解决的问题.本研究利用基于色散力校正的密度泛函理论(DFT-D)的第一性原理方法探索了本征及掺杂磷烯吸附剂对亚甲基蓝的吸附机理,并详细考察了本征及掺杂Al,Ca,Ti和Fe金属原子后的磷烯对亚甲基蓝吸附的影响.研究结果表明亚甲基蓝初始构型会影响磷烯对其吸附,当亚甲基蓝平躺于磷烯表面时有较大的吸附,且金属原子掺杂显著地影响其对亚甲基蓝的吸附能力,掺杂金属原子均增大了磷烯对亚甲基蓝的吸附.其中吸附能力是Fe掺杂磷烯>Ca掺杂磷烯>Ti掺杂磷烯>Al掺杂磷烯.研究结论对于亚甲基蓝的处理带来了新的指导方向,有望为相关染料废水的检测和去除提供有意义的理论参考.

关键词：亚甲基蓝色散力校正密度泛函理论磷烯掺杂磷烯

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影响磁性pn结自旋极化输运特性的因素

物理学报 2010年第9期59卷 6521-6526页

作者：何志刚程兴华龚敏蔡娟露石瑞英四川大学物理科学与技术学院成都610064 微电子技术四川省重点实验室成都610064

利用漂移扩散理论研究了磁性pn结中自旋的输运特性.探讨了外加电压、平衡自旋极化率、外加自旋注入和自旋寿命对磁性pn结电流密度和电阻的影响,讨论了磁性pn结自旋伏特效应与pn结宽度的关系.发现平衡自旋极化率使得不同自旋方向电子具... 详细信息

利用漂移扩散理论研究了磁性pn结中自旋的输运特性.探讨了外加电压、平衡自旋极化率、外加自旋注入和自旋寿命对磁性pn结电流密度和电阻的影响,讨论了磁性pn结自旋伏特效应与pn结宽度的关系.发现平衡自旋极化率使得不同自旋方向电子具有不同的势垒高度从而能有效调制电流;而外加自旋注入则为磁性pn结提供了非平衡自旋极化电子从而达到对电流的调制作用,同时发现自旋伏特电流随准中性p区宽度减小而增大.

关键词：磁性pn结自旋极化率自旋寿命自旋伏特效应

中子和电子辐照诱发硅NPN晶体管负电容现象的机理分析

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强激光与粒子束 2011年第10期23卷 2763-2766页

作者：王靳君田野石瑞英龚敏温景超巫晓燕四川大学物理科学与技术学院微电子学系成都610064 四川大学物理科学与技术学院微电子技术四川省重点实验室成都610064

研究了硅NPN双极型晶体管(C2060)的中子和电子辐照效应。实验结果显示:经中子和电子辐照后,晶体管扩散电容出现退化,甚至出现负电容(NC)现象;电子辐照后晶体管势垒电容出现明显退化,而中子辐照后并无此现象。对中子和电子辐照后晶体管... 详细信息

研究了硅NPN双极型晶体管(C2060)的中子和电子辐照效应。实验结果显示:经中子和电子辐照后,晶体管扩散电容出现退化,甚至出现负电容(NC)现象;电子辐照后晶体管势垒电容出现明显退化,而中子辐照后并无此现象。对中子和电子辐照后晶体管的退化机理进行了分析,认为:晶体管经中子和电子辐照后产生的缺陷团是产生NC现象的根本原因;中子和电子辐照后产生的缺陷团在晶体管内表现为复合中心,这些复合中心大大降低了少数载流子的数密度和寿命,从而使晶体管扩散电容出现严重退化,甚至出现NC现象;电子辐照产生的点缺陷使晶体管多子数密度降低,从而使势垒电容增大。

关键词： NPN晶体管负电容中子辐照电子辐照扩散电容势垒电容

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硅三极管电子辐照的残余电压效应

原子能科学技术 2012年第7期46卷 881-884页

作者：巫晓燕田野石瑞英龚敏温景超王靳君四川大学物理科学与技术学院微电子系四川成都610064 微电子技术四川省重点实验室四川成都610064

研究了双极型晶体管(BJT)高能电子(1.5MeV)辐照的总注量效应,电子辐照的总注量为5×1013～1.2×1016 cm-2。实验结果表明,三极管经电子辐照后,有残余电压产生,残余电压随电子总注量的增加而增大。认为是由于辐照后产生的缺陷能级导致的... 详细信息

研究了双极型晶体管(BJT)高能电子(1.5MeV)辐照的总注量效应,电子辐照的总注量为5×1013～1.2×1016 cm-2。实验结果表明,三极管经电子辐照后,有残余电压产生,残余电压随电子总注量的增加而增大。认为是由于辐照后产生的缺陷能级导致的去载流子效应使得BC结自建电势差变化量大于BE结,以及缺陷能级使BC结导带差变化量大于BE结这两方面原因引起的。

关键词：硅三极管电子辐照残余电压

γ辐照前后多栅NMOS转移特性曲线交叉现象机理分析

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强激光与粒子束 2014年第8期26卷 252-256页

作者：潘立丁石瑞英龚敏刘杰四川大学物理科学与技术学院微电子学系成都610064 四川大学辐射物理及技术教育部重点实验室成都610064 四川大学物理科学与技术学院微电子技术四川省重点实验室成都610064

在研究0.5μm多栅NMOS场效应管γ辐照总剂量效应实验时,发现部分多栅NMOS器件辐照前后的转移特性曲线出现交叉现象,相关的解释鲜见报道。经过分析提出假设:部分多栅NMOS在γ辐照实验过程中各栅极受到剂量不均匀的辐照,导致辐照前后转移... 详细信息

在研究0.5μm多栅NMOS场效应管γ辐照总剂量效应实验时,发现部分多栅NMOS器件辐照前后的转移特性曲线出现交叉现象,相关的解释鲜见报道。经过分析提出假设:部分多栅NMOS在γ辐照实验过程中各栅极受到剂量不均匀的辐照,导致辐照前后转移特性曲线出现交叉现象。计算机仿真结果表明:受到剂量不均匀的辐照后,多栅NMOS各栅极氧化层陷阱电荷和硅-二氧化硅界面电荷浓度不一致,使各栅极阈值电压不同步漂移,导致器件跨导退化和转移特性曲线交叉。通过仿真验证能够说明,所提出的假设合理地解释了实验中的现象。

关键词：多栅NMOS 转移特性不均匀辐照总剂量效应计算机仿真

利用近红外光谱检测多层组织血氧饱和度的研究

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光谱学与光谱分析 2009年第11期29卷 2922-2925页

作者：高博魏蔚龚敏王丽四川大学物理科学与技术学院微电子技术四川省重点实验室四川成都610064 四川大学华西医院麻醉与危重病医学教研室四川成都610041

利用近红外光谱无创检测生物组织血氧饱和状态,是一种极富研究和应用前景的检测技术,在临床检测中被广泛应用。但常规临床检测应用于指端仅反映局部血氧饱和度信息,在使用中具有局限性,信号的可信度也存在质疑。该文提出了一种采用反射... 详细信息

利用近红外光谱无创检测生物组织血氧饱和状态,是一种极富研究和应用前景的检测技术,在临床检测中被广泛应用。但常规临床检测应用于指端仅反映局部血氧饱和度信息,在使用中具有局限性,信号的可信度也存在质疑。该文提出了一种采用反射式脉搏血氧饱和度检测技术检测生物多层组织氧合状况的新方法,该方法通过调节入射光强以适应解剖学中生物组织多层结构的检测。应用该方法针对手指结构的实验结果表明,随着入射光强的改变,反映血氧饱和状态的光电脉搏波信号有显著变化。结合手指解剖学分析表明,光电脉搏波信号的变化与手指的多层面组织结构相对应,反映不同层面血氧饱和状态。这一特点表明,通过此法可以针对生物组织的多层结构进行测量。

关键词：多层组织光电脉搏波信号血氧饱和度近红外光谱

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磁光克尔效应中的光子自旋分裂

物理学报 2015年第17期64卷 117-122页

作者：王莉岑邱晓东张志友石瑞英四川大学物理科学与技术学院微电子学重点实验室成都610064 四川大学物理科学与技术学院高能量密度物理及技术教育部重点实验室成都610064

光子自旋霍尔效应类似于电子系统中的电子自旋霍尔效应,是在折射率梯度和光子分别扮演的外场和自旋电子的角色下,由自旋一轨道相互作用而产生的光子自旋分裂现象.光子自旋霍尔效应为操控光子提供了新的途径,同时也提供了一种精确测量相... 详细信息

光子自旋霍尔效应类似于电子系统中的电子自旋霍尔效应,是在折射率梯度和光子分别扮演的外场和自旋电子的角色下,由自旋一轨道相互作用而产生的光子自旋分裂现象.光子自旋霍尔效应为操控光子提供了新的途径,同时也提供了一种精确测量相关物理效应的方法.本文研究了磁光克尔效应中光子自旋分裂现象,建立了磁光克尔旋转与光子自旋霍尔效应之间的定量关系,并通过弱测量系统观测了磁场作用下铁膜表面的光子自旋分裂位移,得到相应的磁光旋转角,验证了我们所推导的理论预测.本文的研究成果为精确测量磁光克尔系数和磁光克尔旋转角提供了一种新方法.

关键词：光子自旋霍尔效应磁光系数弱测量系统磁光克尔效应