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非对称自旋-轨道耦合系统的多体量子相干含时演化
邵雅婷, 严凯, 吴银忠, 郝翔
2021, 70 (1): 010301.
摘要 +
本文以具有非对称性自旋相互作用的三体自旋系统为研究对象, 重点研究了三体量子相干含时演化规律. 采用精确量子对角化和基于量子主方程的数值模拟方法, 讨论了三体量子系统中多种量子相干组分及其退相干. 研究发现, 量子相干组分的含时演化与整个系统的初态量子特性紧密相关. 当初态为可分离纯态时, 在较短时间内, 非对称相互作用有利于增加多体量子相干度. 这些量子相干度因受噪声影响而逐渐衰减. 当初态为类Werner态时, 量子相干度的分布满足加和性, 即三体量子相干度等于所有两体量子相干度之和. 自旋之间非对称相互作用和环境噪声都会引起三体量子相干度大于所有两体量子相干度之和. 这些结论有助于多体量子资源的制备.
强磁场在ZnCr2Se4中诱导的各向异性太赫兹共振吸收
张朋, 刘政, 戴建明, 杨昭荣, 苏付海
2020, 69 (20): 207501.
摘要 +
$ \langle 111\rangle $晶向配置下, 当磁场强度高于7 T时, 其太赫兹共振明显劈裂为高频和低频两个吸收峰, 并且其高频吸收表现出非线性磁场依赖关系. 这种奈尔温度以下特有的各向异性太赫兹自旋动力学效应可能与最近发现的量子临界区域有关.">作为典型的具有螺旋磁结构的材料, ZnCr2Se4承载着诸如磁电耦合、磁致伸缩和负热膨胀等有趣特性, 并可能具备多种不同的量子基态. 本文利用太赫兹时域光谱技术研究了ZnCr2Se4在低温强磁场(T = 4—60 K, H = 0—10 T)下的自旋动力学行为. 当外加磁场高于4 T时, 可以观察到亚太赫兹频率范围的磁共振吸收, 并呈现出随磁场增加蓝移特征. 当磁场( H )方向垂直于太赫兹波矢( k )方向时, 仅观察到单个共振吸收, 且其磁场行为符合线性拉莫尔进动关系. 这种磁场依赖性对应传统的铁磁共振, 意味着螺旋自旋态在高磁场下演化为线性铁磁态. 然而, 在 Hk 同时平行于样品的$ \langle 111\rangle $晶向配置下, 当磁场强度高于7 T时, 其太赫兹共振明显劈裂为高频和低频两个吸收峰, 并且其高频吸收表现出非线性磁场依赖关系. 这种奈尔温度以下特有的各向异性太赫兹自旋动力学效应可能与最近发现的量子临界区域有关.
分子结拉伸与界面识别: 破解4, 4′-二吡啶分子结拉伸过程中高低电导之谜
索雨晴, 刘然, 孙峰, 牛乐乐, 王双双, 刘琳, 李宗良
2020, 69 (20): 208502.
摘要 +
4,4′-二吡啶分子结在拉伸过程中呈现出独特的高低电导现象, 是分子电子学近十几年研究中的未解之谜. 根据实验测量过程以及所采用的技术手段, 发展了基于第一性原理计算的分子结绝热拉伸模拟方法, 对4,4′-二吡啶分子结的拉伸过程进行了模拟计算. 并利用一维透射结合三维修正近似(OTCTCA)方法计算了拉伸过程中体系电导的变化, 成功破解了4,4′-二吡啶分子结在拉伸过程中的高低电导之谜. 结果显示, 在4,4′-二吡啶分子结的拉伸过程中, 分子末端的氮原子很容易吸附到探针电极的第二层金原子上, 并且导致分子对尖端金原子产生特有的侧向推动作用, 将探针尖端金原子推向一侧, 从而在拉伸过程中出现高电导平台. 进一步拉伸分子结, 分子上端氮原子移动并吸附到探针尖端金原子上, 同时尖端金原子重新回到原来的晶格位置上. 体系电导也因此降低大约5—8倍, 形成低电导平台. 根据计算结果, 4,4′-二吡啶分子结双电导平台的出现同时表明基底电极很容易存在表面金原子, 且只有分子吸附到表面金原子上才会出现高低电导现象. 可见, 利用分子结拉伸过程中测量到的电导曲线并借助理论计算可以有效识别分子结界面结构. 另外, 对4,4′-二吡啶分子结高低电导现象物理过程和内在物理机制的破译, 为更好利用含吡啶末端分子构建分子开关、分子存储器、分子传感器等功能分子器件提供了重要技术信息与依据.