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金电极对偶氮苯分子结的结构及其电输运性质的力学调控作用

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物理学报 2024年第8期73卷 350-358页

作者：严岩孙峰羊志孔程昱葛云龙陈登辉邱帅李宗良山东师范大学物理与电子科学学院济南250358

偶氮苯分子因存在顺反两种异构体而表现出不同的电输运性质.为了揭示电极的机械作用对偶氮苯分子的几何结构以及电输运性质的影响,基于第一性原理计算研究了偶氮苯分子在电极挤压和拉伸作用下的结构变化规律,并利用非平衡格林函数方法... 详细信息

偶氮苯分子因存在顺反两种异构体而表现出不同的电输运性质.为了揭示电极的机械作用对偶氮苯分子的几何结构以及电输运性质的影响,基于第一性原理计算研究了偶氮苯分子在电极挤压和拉伸作用下的结构变化规律,并利用非平衡格林函数方法计算了偶氮苯分子结在拉伸和压缩过程中以及分子在不同形状电极之间的电输运性质.结果表明,顺式和反式偶氮苯分子在电极作用下都具有较稳定的几何结构.其中顺式偶氮苯分子在电极拉至超过反式偶氮苯分子结平衡电极距离0.1 nm时仍保持为顺式结构.而反式偶氮苯分子在电极挤压下虽然发生了弯曲,但当电极距离压缩至短于顺式偶氮苯分子结0.2 nm时,中间的C—N—N—C二面角仍然保持反式结构.在低偏压下,两电极若为平面电极,则反式偶氮苯分子的电导高于顺式偶氮苯分子;若分子连接于两锥形电极尖端,则顺式偶氮苯分子结的电导更高.特别值得关注的是两种偶氮苯分子的导电能力随电极距离的变化正好相反,顺式偶氮苯分子结的电导随电极距离拉伸而增大,反式偶氮苯分子结的电导则随电极距离的压缩而增大.偶氮苯分子结的电导在电极距离变化时最大变化幅度可达10倍以上.

关键词：分子器件偶氮苯分子结电极距离分子传感器

CrO_(2)单层:一种兼具高居里温度和半金属特性的二维铁磁体

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物理学报 2024年第10期73卷 278-286页

作者：刘冰心李宗良山东师范大学物理与电子科学学院济南250358

半金属铁磁体在费米能级附近具有特殊的能带结构,电子极化率可高达100%,在自旋电子学领域备受关注.但是大部分铁磁半金属材料的居里温度远低于室温,这大大限制了二维铁磁半金属材料的实际应用.因此寻找具有高居里温度的半金属铁磁体是... 详细信息

半金属铁磁体在费米能级附近具有特殊的能带结构,电子极化率可高达100%,在自旋电子学领域备受关注.但是大部分铁磁半金属材料的居里温度远低于室温,这大大限制了二维铁磁半金属材料的实际应用.因此寻找具有高居里温度的半金属铁磁体是一项具有挑战性的工作.本文基于密度泛函理论框架下的第一性原理方法,研究了过渡金属氧化物CrO_(2)单层的晶体结构、电子特性、基态磁性和铁磁相变.形成能计算、声子谱计算和分子动力学模拟表明CrO_(2)具有动力学稳定性和热稳定性,弹性常数计算表明CrO_(2)具有力学稳定性.基于GGA+U和SCAN方法的自旋极化计算表明CrO_(2)单层的磁基态是铁磁态.采用GGA+U方法计算了CrO_(2)的电子态密度和能带结构,CrO_(2)被确认为一种宽带隙的二维铁磁半金属.运用蒙特卡罗模拟方法求解Heisenberg模型,得到CrO_(2)单层是一种居里温度超过400 K的二维本征半金属铁磁体.CrO_(2)单层的高居里温度在二维铁磁材料中并不多见,在半金属材料中更为稀少,这将使它成为制备自旋电子器件和研究自旋量子效应的理想材料.

关键词：过渡金属氧化物二维铁磁半金属居里温度第一性原理

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薄膜微盘激射性质

物理学报 2024年第8期73卷 105-114页

作者：徐宇轩姚泰宇邓莉陈诗枚徐辰尧唐文轩华东师范大学物理与电子科学学院上海200241

基于半导体变形微腔的定向激射效应,在各向同性薄膜中制备变形微腔,将为多功能、高集成光子有源芯片提供新的解决方案.利用二维波动光学理论,以Z切向掺饵铌酸锂薄膜蚶线形微盘中的TE20,1模式为例,分析了不同变形因子ε微盘的模式分布、... 详细信息

基于半导体变形微腔的定向激射效应,在各向同性薄膜中制备变形微腔,将为多功能、高集成光子有源芯片提供新的解决方案.利用二维波动光学理论,以Z切向掺饵铌酸锂薄膜蚶线形微盘中的TE20,1模式为例,分析了不同变形因子ε微盘的模式分布、品质因子Q、定向激射效果D以及庞加莱截面图.理论模拟结果显示,微盘变形过程中微盘周长与谐振波长的比值近似为一定值.当ε大于0.24时,微盘具有较好的单向激射性,Q值大于10^(5);当ε变形因子大于0.4时,庞加莱截面图几乎被混沌海区域占据,Q值低于10^(3).因此,薄膜蚶线形微盘变形因子ε在0.24—0.4之间时,微盘不仅具有高的品质因子(Q值为10^(3)—10^(5)),激射方向性也较高(D值为6.45—8.32).

关键词：蚶线形微盘模式分布品质因子定向激射

基于相位同步动力学重构网络单纯复形的相互作用

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物理学报 2024年第12期73卷 78-88页

作者：罗恺明管曙光邹勇华东师范大学物理与电子科学学院上海200241

复杂网络的高阶相互作用,如单纯复形和超边等,已经成为了研究的热点.本文提出一种基于节点同步动力学的特性来重构网络的单纯复形结构的新方法.通过分析Kuramoto-Sakaguchi模型中节点相位的时间序列同步性,建立了网络拓扑结构的解析描述... 详细信息

复杂网络的高阶相互作用,如单纯复形和超边等,已经成为了研究的热点.本文提出一种基于节点同步动力学的特性来重构网络的单纯复形结构的新方法.通过分析Kuramoto-Sakaguchi模型中节点相位的时间序列同步性,建立了网络拓扑结构的解析描述,实现了对网络结构的精确辨识.该方法的核心在于,运用理论手段推导得到了拉普拉斯矩阵与线性化Kuramoto-Sakaguchi系统相位之间的解析联系.这一联系不仅具有强大的普适性,而且能够有效地应用于识别包含任意阶单纯复形相互作用的网络结构.本文的研究进一步表明,这种解析关系能够用于鉴别网络中的对称节点,并且通过数值模拟证实了间接相互作用节点之间发生遥同步的现象与网络结构的对称性有着密切的联系.这些发现为深入理解网络的结构特性和动力学行为提供了新的理论工具和视角.

关键词：复杂网络单纯复形相位同步高阶相互作用

基于黑翅土白蚁翅膀的银膜制备及对有害物的SERS检测

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1233-1238页

作者：田恬常发仙张德清司民真杨永安楚雄师范学院物理与电子科学学院云南省高校分子光谱重点实验室云南楚雄675000 楚雄师范学院物理与电子科学学院光谱应用技术研究所云南楚雄675000

基于磁控溅射系统制备银纳米薄膜的方法,在黑翅土白蚁(俗称飞蚂蚁)翅膀上沉积银膜制备了三维结构的表面增强拉曼散射光谱(SERS)基底。所制成的基底是聚集了银纳米粒子且保留了黑翅土白蚁翅膀纳米结构的银膜基底。通过优化制备条件,得到... 详细信息

基于磁控溅射系统制备银纳米薄膜的方法,在黑翅土白蚁(俗称飞蚂蚁)翅膀上沉积银膜制备了三维结构的表面增强拉曼散射光谱(SERS)基底。所制成的基底是聚集了银纳米粒子且保留了黑翅土白蚁翅膀纳米结构的银膜基底。通过优化制备条件,得到在沉积时间为7.5 min时,所制备基底的增强效果最好。用FDTD仿真对不同沉积时间的黑翅土白蚁翅膀银膜基底的增强效果进行了分析,结果清楚地表明溅射时间为7.5 min基底具有更强的电场分布,得到溅射时间为7.5 min基底具有最好的增强效果。这与用罗丹明6G(R6G)探针分子对不同沉积时间的黑翅土白蚁翅膀基底研究的结果是一致的。利用该基底对R6G进行了检测,得到对R6G的检测浓度可达10^(-9)mol·L^(-1),表明该基底具有较好地增强效果。将该基底应用于检测福美双农药,实验结果表明黑翅土白蚁翅膀银膜基底对福美双的检测浓度可达5.0×10^(-8)mol·L^(-1),已经超过了2021年国家制定的福美双溶液残留(4.16×10^(-7)mol·L^(-1))的检测标准,可用于对福美双农药残留的快速检测。另外该基底也有望对其他有害物残留进行快速检测。

关键词：黑翅土白蚁翅膀磁控溅射表面增强拉曼散射光谱福美双

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铂修饰氮化铝纳米管对CO的吸附性能研究

原子与分子物理学报 2025年第1期 94-100页

作者：任舒宁何建桥黄海深沈光先吴波贵州师范大学物理与电子科学学院遵义师范学院物理与电子科学学院

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了铂修饰的(5,5)氮化铝纳米管的几何结构、电子性质以及与一氧化碳(CO)之间的相互作用.结果表明：铂原子吸附于氮化铝纳米管表面氮原子的顶位时能量最低.铂原子附近可以吸附四个CO分子，平均... 详细信息

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了铂修饰的(5,5)氮化铝纳米管的几何结构、电子性质以及与一氧化碳(CO)之间的相互作用.结果表明：铂原子吸附于氮化铝纳米管表面氮原子的顶位时能量最低.铂原子附近可以吸附四个CO分子，平均吸附能在1.189-2.940 eV之间，铂原子的修饰有效提高了氮化铝纳米管对CO分子的吸附能力.本研究为实验上开发制备性能更加优良的CO气体传感器提供理论指导.

关键词：氮化铝纳米管第一性原理密度泛函理论

贵州师范大学射电望远镜阵列RFI环境测量与分析

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电波科学学报 2024年

作者：王学坪刘慧潘运荣赵汝双贵州师范大学物理与电子科学学院

近年来，由于人类活动的不断增多，空间电磁环境变得越来越复杂，无线电干扰源激增，对射电天文观测影响日渐加剧。为获得贵州师范大学射电望远镜阵列可观测天区的射频干扰(radio frequency interference，RFI )空间分布及其物理来源，... 详细信息

近年来，由于人类活动的不断增多，空间电磁环境变得越来越复杂，无线电干扰源激增，对射电天文观测影响日渐加剧。为获得贵州师范大学射电望远镜阵列可观测天区的射频干扰(radio frequency interference，RFI )空间分布及其物理来源，为阵列后续观测及科学数据处理提供RFI消除依据，本文利用射电望远镜阵列格点测量贵州师范大学花溪校区的RFI，有效分析周围的电磁环境信号。监测发现，频率1 150、1 176.45、1 202.025、1 207.14、1 227.6、1 250、1 268.52、1 469 MHz处的RFI在可观测天区分布均匀，另有多种RFI在望远镜俯仰指向偏低(≤30°)和偏高(≥70°)时显著。

关键词：射电天文观测射电望远镜电磁环境射频干扰

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微腔辅助的自旋动力学特性和超辐射相变

光学学报 2024年第5期44卷 245-252页

作者：崔超冯彦林山东师范大学物理与电子科学学院光场调控及应用中心山东济南250358

将玻色爱因斯坦凝聚制备在随时间简谐振荡的势场中,并与光学微腔系统相耦合,建立新的模型。分析了该模型中原子受到的有效磁场和简谐势阱的振动强度等因素对超辐射量子相变的影响,并探究了其随时间振荡的自旋动力学特性。提出的新模型... 详细信息

将玻色爱因斯坦凝聚制备在随时间简谐振荡的势场中,并与光学微腔系统相耦合,建立新的模型。分析了该模型中原子受到的有效磁场和简谐势阱的振动强度等因素对超辐射量子相变的影响,并探究了其随时间振荡的自旋动力学特性。提出的新模型具有重要的研究意义,且为深入研究腔量子调控提供了可行方案。

关键词：量子光学光学微腔超辐射自旋动力学玻色爱因斯坦凝聚

控制开放超导量子电路系统中的几何量子关联冻结和量子相干性

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四川大学学报（自然科学版） 2024年第1期61卷 141-148页

作者：吴春艳宋晓书吕兵贺启亮贵州师范大学物理与电子科学学院贵阳550001

本文研究了开放超导量子电路系统中,含时电磁场对两超导量子比特间的几何量子关联和量子相干性的影响.我们发现,加入磁场之后,几何量子关联被冻结的现象会出现,并且冻结的时间会随着含时电磁场的加入而得到延长.利用迹距离的方法,我们... 详细信息

本文研究了开放超导量子电路系统中,含时电磁场对两超导量子比特间的几何量子关联和量子相干性的影响.我们发现,加入磁场之后,几何量子关联被冻结的现象会出现,并且冻结的时间会随着含时电磁场的加入而得到延长.利用迹距离的方法,我们探讨了含时电磁场对超导量子比特与环境之间量子信息流动的影响,我们发现含时电磁场可以抑制环境的影响,降低超导量子比特与环境之间的量子信息流动.

关键词：开放超导量子电路系统几何量子关联量子相干性含时电磁场