共轭梯度法研究超晶格GaAs/AlxGa1－xAs的电子结构

改进了一种从头计算方法—共轭梯度方法 ,研究了超晶格 Ga As/ A lx Ga1 - x A s的电子结构 .根据超晶格的基本方程 ,在固定电子密度 n(z)下 ,求解了基本方程的本征值和本征函数 ,并由它们组成新的 n(z) ,重复此过程直到得自洽解 .另按超晶格基本方程的具体情况 ,对每个 kz独立地应用了共轭梯度方法 ,此可大大节省与 Gram-Schm it正交化有关的时间 .计算了超晶格的两个最低子能带之间的能量差和 F ermi能量 ,其模拟计算的结果与对应的实验数值一致     

磁场作用下超晶格单量子阱中束缚态的能级

超晶格由两种不同晶体材料交替生长的具有周期性结构的多层薄膜构成,两种材料的"势垒—势阱"结构就是量子阱.通过理想的无限深势阱模型,讨论了施加磁场作用的超晶格中单量子阱束缚态的能级结构和态密度,得到了体系的本征能量与本征函数.分析表明,沿超晶格生长方向能级不受外加磁场影响,垂直于超晶格生长方向以ωc为回旋频率的谐振运动,超晶格量子阱量子化能级高度简并,简并度和外加磁场成正比.     

用筒并微扰法分析金属晶体中散射波较强情况

在一维晶格中,若电子波矢忌落在布里渊区边界k=±（nπ／α）时,电子将遭受到与布里渊区边界平行的晶面族的反射,由于在布里渊区边界散射波很强,满足布拉格全彦射的条件,此时微扰论不再适用,须用简并微扰法来处理电子的能带分布。     

正交CaTiO3电子结构及光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论,采用第一性原理投影缀加波方法(PAW),应用广义梯度近似(GGA)处理交换关联能,计算了正交CaTiO3块体材料的晶格参数、电子能带结构、态密度和光学性质。几何优化结果获得的晶格参数和原子坐标与已有的理论和实验数据很吻合。研究表明,正交CaTiO3是带隙为2.43 eV,价带顶和导带底都在Γ点的直接带隙半导体,价带顶和导带底主要由Ti-3d,O-2p态杂化而成。另外,计算了正交CaTiO3的吸收光谱,发现在波长较短的紫外光波段有一强烈吸收峰,基于能带和态密度分析了吸收光谱与电子跃迁间的关系,为正交CaTiO3的应用提供了理论依据。     

C掺杂实现p型AlN的第一性原理计算

基于密度泛函理论( Dens ity FunctionalTheory)框架下的第一性原理平面波超软赝势方法, 计算研究了纤锌矿结构的A lN 晶体和C 掺杂A lN 晶体的 电子结构, 分析了纤锌矿结构的A lN晶体和C掺杂A lN晶体的能带结构、总体态密度、分波态密度和电荷布居数. 计算结果表明, C 掺杂A lN晶体可以实 现P型电导.     

Cu:KNSBN晶体稳态耦合增益系数角度选择性研究

耦合波理论是分析光折变晶体的基本方法,针对Cu:KNSBN晶体中双光束耦合稳态耦合增益系数的角度选择性,利用耦合波理论做了分析,结果表明对于一定厚度的Cu:KNSBN晶体,双光束耦合的稳态耦合增益系数具有角度选择性.同时,对于这个结论进行了相应的实验研究,实验结果和理论分析基本吻合.     

二维光学吸收晶格中空间孤子的相互作用

利用描述两束非相干光在(1 2)维光学吸收晶格中传输的非线性薛定谔方程讨论了在柱坐标下光束的传输特性,得到了光束传输的稳态空间孤子解,分析了几个低阶孤子之间相互作用的特性.     

二维光子晶体带隙参数扫描特性研究

把平面波展开方法(PWM)用于三角晶格二维光子晶体能带结构的数值研究,计算不同参数下三角二维光子晶体时的能带曲线,结果表明三角二维光子晶体介质中的空气柱比空气中的介质往在柱体半径等同时更易形成完全禁带.对TE模式两种情况都较容易形成禁带,介质中的空气柱时不存在完全禁带.     

非线性共振系统稳态运动方程组的约化

非线性共振系统稳态运动方程组是含有三角函数且未知量为模态振幅和共振相位的超越代数方程组 ,并且三角函数前的系数具有对等性 .利用三角关系 sin2 α+cos2 α=1 ,可将非线性共振系统稳态运动方程组约化 ,使之便于求解和分析     

平面正三角形晶格和正六边形晶格的比较研究

利用较普遍的固体物理方法研究了平面正三角形晶格和平面正六边形晶格的各种物理特性 ,并引入相对位矢概念来处理复式格子的紧束缚能带 .通过研究我们发现 :( 1) .平面正六边形晶格是由两个平面正三角形晶格作为子晶格套构而成 .( 2 ) .所有复式晶格的布里渊区与其子晶格所对应的布里渊区相同     

Valence band offsets of the strained and longitudinally relaxed diamond/c-BN superlattices

The valence band offsets of the strained and longitudinally relaxed diamond/cubic boron-nitride (c-BN) (110) superlattice are investigated by the plane wave density functional theory approach and using the on-site core electron as a reference energy level. For the strained diamond/c-BN superlattice, the valence band offset of around 1.50 eV is in good agreement with those using all the electrons methods. As for the longitudinally relaxed superlattice, the valence band offset of around 1.28 eV is smaller tha...     

Characteristics of Electrons in Solids

The origin of the familiar valence band-forbidden gap-conduction band features of the electronic energy level scheme of a crystalline solid is developed according to 1) the extension of the atomic energy level scheme for individual atoms, 2) examination of the quantized momentum spectrum of a valence electron gas in a periodic potential enclosure, and 3) analogy with the pass-band and stop-band features in the frequency characteristic of a periodically-loaded mechanical transmission line. Since the first two approaches are amply treated in the conventional literature, this paper dwells particularly on the third approach, which may be preferred over the other two by readers having more extensive backgrounds in mechanical or electrical engineering than in theoretical physics. A simple mechanical wave transmission apparatus is described, with which the frequency characteristic can be observed and plotted. This characteristic is then related to the energy band picture of a solid by recognizing that a crystal can be regarded as a "loaded" transmission line for electron waves.     

化学反应中多重定态体系终止点的二级相变行为

本中我们提出了一个具有多重定态的化学反应休系的动力学方程,阐明了其终止点的二级相变特征可以和Landau的平均场理论作类比。这种讨论有助于我们在更大范围内得到了化学非线性耗散系统终止点的相变共性。     

Engineered metabarrier as shield from longitudinal waves: band gap properties and optimization mechanisms

Phononic crystals that prevent the propagation of waves in a band gap have been widely applied in wave propagation control. In this paper, we propose the use of a metabarrier, based on a locally resonant phononic crystal mechanism, as a floating-slab track bearing to shield the infrastructure in a floating-slab track system from longitudinal waves from the slab, thereby improving mitigation of ground-borne vibrations. The locally resonant band gap properties of the metabarrier were studied based on the finite element method, and the shielding performance was verified by the transmission spectrum. Simplified models for band gap boundary frequencies were built according to the wave modes. Furthermore, a 3D half-track model was built to investigate the overall vibration mitigation performance of the floating-slab track with the metabarrier. An optimization mechanism for the band gap boundary frequencies is proposed. As the low-frequency ground-borne vibrations induced by subways carry the most energy, multi-objective genetic algorithm optimization was conducted to obtain a lower and wider band gap for a better shielding performance. The results show that the retained vibration isolation performance of the low natural frequency, the shielding performance of the band gap, and the controllability of band gap boundary frequencies all contribute to an improvement in overall vibration mitigation performance. The vertical static stiffness of the metabarrier was close to that of the existing bearing of the floating-slab track. An optimized locally resonant band gap from 50 to 113 Hz was generated using the optimization mechanism.     

声波在声子带隙材料中的传输

研究了声波在二维声子带隙材料中的传输特性 ,把声子带隙材料作为一个散射体进行处理 .在远场近似下 (kr 1) ,计算了声波在有限范围内声子带隙材料中的传输系数 ,得到了与带结构符合很好的计算结果     

液晶电光效应实验研究

分析扭曲向列型液晶的电光效应。采用溴钨灯作为光源,运用光栅单色仪选择380-1100nm波段的光进行照射,测量在OV-8V电压条件下,扭曲向列型液晶对于不同波长入射光的透射率。     

周期数对多周期一维光子晶体透射谱的影响

用传输矩阵法研究多周期一维光子晶体(CgAlCm)n的透射谱,结果发现:在2 200 nm(频率-波长)位置出现一条宽的透射带,透射带两边对称分布着两组相同特点的透射峰,各组透射峰的条数均等于n-1条;随着周期数n的增大,宽透射带上端出现振荡,并产生数目与n-1值对应的振荡峰,随n的增大,两组透射峰数目分别随n-1值增加的同时宽度会越来狭窄;随着周期数g、m的增大,透射带和左右两侧的两组透射峰均向右移动,且透射带和透射峰会越来越窄;随着周期数l或g、l、m或g、l、m、n的增大,透射带和左右两侧的两组透射峰所分布的频率范围均扩大,并向长波(低频)方向移动,同时透射带上端的振荡加剧,振荡峰数目与各周期数有关,当移动和振荡到一种程度后,透射带与两侧透射峰合并成单组透射峰,而且当g、l、m、n同时增大时合并现象最明显。多周期一维光子晶体透射谱随周期数变化的这些特性,为光子晶体设计可调性多通道宽带、窄带光学滤波器件提供指导。     

光子晶体耦合缺陷的透射特性研究

研究了光子晶体非线性点缺陷耦合结构的非对称透射特性.研究目的是如何提高透射率对比度.采用耦合模理论展开分析并运用基于时域有限差分技术的数值模拟验证其结果.理论分析发现,单向透射行为取决于结构的不对称和介质的非线性.因结构的不对称、光能量耦合进缺陷的程度与入射方向有关,导致透射率有差异.增加光波频率失谐δ的数值,则透射率对比度增强.当两个点缺陷耦合后,进一步提高了透射率对比度.数值模拟所得结果与理论分析一致.该结论为全光二极管的设计提供了理论依据.     

非线性介质中二维类氢孤子的传输

文章研究了类氢原子势场作用下的二维非线性薛定谔方程即广义二维非线性薛定谔方程,得出其解是线性解对空间孤波解的调制结果,亦为孤波解,并称之为类氢孤子,并分析了二维类氢孤子在非线性介质中的传输特性。