优先出版
为提高时效性，文章一经录用即全文上网，内容未经编辑或有瑕疵，请以最终出版的版本为准。
摘要 +
本文基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,系统研究了单层IrSCl和IrSI材料的载流子输运特性。声子谱计算无虚频，表明材料结构稳定，且分子动力学模拟验证了其在300K下的热稳定性。结果显示，这两种材料均为间接带隙半导体，且在不同泛函下的带隙计算结果分别为：单层IrSCl在PBE和HSE06泛函下的带隙为0.37 eV和1.58 eV，单层IrSI的带隙为0.23 eV和1.36 eV在双轴拉伸应变下，IrSCl和IrSI的带隙逐渐减小，最大应变6%时，带隙分别降至0.05 eV和0.01 eV（PBE）。基于形变势理论预测，室温下单层IrSCl和IrSI的最大载流子迁移率分别407.77 cm2V-1s-1和202.64 cm2V-1s-1。同时，基于玻尔兹曼输运方程的计算结果显示，室温下单层IrSCl和IrSI的载流子迁移率最大值分别299.15 cm2V-1s-1和286.41 cm2V-1s-1。这些结果表明，IrSCl和IrSI单层材料在纳米电子器件领域具有潜在的应用价值。
摘要 +
为研究零视野条件下结伴行为对行人疏散过程的影响，本文采用可控实验与建模仿真相结合的方法，对零视野条件下结伴行人的疏散过程进行深入研究。首先，通过组织零视野条件下行人的结伴疏散实验，发现了零视野条件下结伴行人的结伴行为、听觉引导行为和沿墙行为等典型疏散行为特征。然后，考虑不同结伴模式下行人的运动行为特征以及听觉引导行为、沿墙行为对结伴疏散过程的影响机制，构建了基于元胞自动机的零视野条件下行人疏散模型。最后，利用实验结果对提出的模型进行验证，仿真研究了零视野条件下结伴行为对疏散过程的影响。结果表明，模型能有效地刻画零视野条件下结伴行人的疏散行为特征，疏散效率随结伴感知距离增加而降低。该研究可为类似场景中行人疏散策略和方案的制定提供科学依据。
摘要 +
量子非局域共享问题是量子通讯中的一类基本问题.目前通过违反Mermin不等式和NS不等式证明了有无限个独立的Charlies可以与一对Alice和Bob共享标准三体量子非局域性和真正无信号非局域性.然而,上述结论是在理想状态下得出的,但在实际操作过程中不可避免地会受到各种噪声的影响,这些因素都可能导致量子非局域性的减弱甚至消失.本文主要针对含有噪声的三体量子共享非局域性的持久性问题进行一系列分析.首先我们证明了即使在噪声环境下,单个Alice和Bob仍然可以与任意多个Charlies共享标准三体量子非局域性的充分条件,此外本文还给出了在非理想状态下,任意多个独立的Charlies与一对Alice和Bob共享真正无信号非局域性的充分条件.这一结果表明,即使在非理想的条件下,只要噪声参数满足相应的条件,标准三体量子非局域性和真正无信号量子非局域性仍然可以在多方之间安全地共享,这可以为实际量子通讯过程提供有价值的参考.
摘要 +
通过氢分子离子振转光谱的高精度实验测量和理论计算，可以精确确定基本物理常数，如质子-电子质量比、氘核-电子质量比、里德堡常数、以及质子和氘核的电荷半径。氢分子离子光谱包含丰富的超精细结构，为了从光谱中提取物理信息，我们不仅需要研究振转光谱跃迁理论，还需要研究超精细结构理论。本文回顾了氢分子离子精密光谱的实验和理论研究历程，着重介绍了氢分子离子超精细结构的研究历史和现状。在上世纪的下半叶就有了关于氢分子离子超精细劈裂的领头项Breit-Pauli哈密顿量的理论。随着本世纪初非相对论量子电动力学（NRQED）的发展，氢分子离子超精细结构的高阶修正理论也得到了系统的发展，并于最近应用到H2+和HD+体系中，其中包括mα7ln (α)阶QED修正。对于H2+，超精细结构理论计算经过数十年的发展，可以与上世纪的相应实验测量符合。对于HD+，最近发现超精细劈裂实验测量和理论计算存在一定的偏差，且无法用mα7阶非对数项的理论误差来解释。理解这种偏差一方面需要更多的实验来相互检验，另一方面对理论也需要进行独立验证并发展mα7阶非对数项理论以进一步减小理论误差。
摘要 +
光电子能谱是一项在物质科学中被广泛应用的表征技术.尤其是角分辨光电子能谱(ARPES),可以直接给出材料体系内电子的能量-动量色散关系和费米面结构,是研究多体相互作用和关联量子材料的利器.随着先进ARPES如时间分辨ARPES,Nano-ARPES等技术的不断发展,以及同步辐射装置的更新换代,将会产生越来越多的高通量实验数据.因此,探索准确,高效,同时能挖掘深层物理信息的数据处理方法变得愈发迫切.由于机器学习天然具有的自动化处理复杂高维数据能力,推动了包括ARPES在内的诸多领域的变革和技术创新.本文综述了机器学习在光电子能谱中的应用,包括对光谱数据进行降噪,进行电子结构分析,化学组成分析,以及结合理论计算获得的电子结构信息进行光谱预测.进一步,展望了更多机器学习算法在光电子能谱中的应用,最终有望形成更加自动化的数据采集、预处理系统以及数据分析的工作流,推动光电子能谱技术的发展,从而推进量子材料和凝聚态物理前沿研究.
摘要 +
精密原子光谱实验和理论在测量基本物理常数和检验量子电动力学理论中起着关键作用，同时为研究原子核内部结构和发展高精度核结构理论提供重要观测平台。许多原子光谱实验中，核结构效应如电荷分布、磁矩分布和核极化度已被精确测定，大大提高了核结构检测的精度。本文系统论述了关于轻质量电子原子与缪子原子兰姆位移和超精细结构中的双光子交换效应的理论框架与研究发展。着重介绍了先进的核力模型和核结构第一性原理计算方法在上述问题中的应用。轻质量原子中双光子交换效应的理论研究对于从原子光谱测量中确定核电荷半径和Zemach半径具有重要作用。这些研究结果不仅能加深对原子核内部结构以及核子-核子相互作用的理解，还为未来实验提供重要的理论指导，推进对质子半径难题以及其他轻核半径测量问题的理解。
摘要 +
白光LED具有广阔的应用前景与市场需求，而红色荧光粉对改善器件性能至关重要。本文采用高温固相法制备了一系列Li2Gd4-xSmx(MoO4)7(x=0.01-0.13)荧光粉，利用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和荧光光谱仪对样品进行了表征。在406 nm激发下，Li2Gd4(MoO4)7:Sm3+荧光粉的发射峰分别位于563、598、645、706 nm处，这是由于Sm3+的4f-4f跃迁引起的。当Sm3+浓度为0.07时发光最强，浓度猝灭主要归因于电偶极-电偶极相互作用。随着Sm3+浓度的增加，荧光寿命逐渐缩短。在温度依赖性发射光谱的研究中，发现423 K时Li2Gd4(MoO4)7:0.07Sm3+的发射强度依然保持在298 K时的79%，显示了样品优良的热稳定性。CIE色度图确认了该荧光粉的发射位于橙红色区域。进一步利用最佳样品制作了白光LED，其CIE色坐标为(0.3788,0.3134)，位于白光圈内。研究表明Li2Gd4(MoO4)7:Sm3+荧光粉是一种很有前途的白光LED用橙红色荧光粉。
摘要 +
半带隙开启特性是有机发光二极管独有的一种光电属性,它在研制低驱动电压器件方面具有优势,但电子注入层(electron injection layer, EIL)如何影响半带隙开启的研究还未见报道. 本文选取电子迁移率按数量级依次降低的EIL材料制备了三组控制器件,测量了器件室温下的I-B-V曲线,发现随EIL电子迁移率的依次降低, 器件的开启电压分别呈现出半带隙(half-band-gap)开启、亚带隙(sub-band-gap)开启和正常开启的物理现象.器件发光的特征磁效应(magneto-electroluminescence, MEL)结果显示: EIL电子迁移率高的器件实现半带隙开启主要归因于三重态-三重态湮灭(triplet-triplet annihilation, TTA, T1, Rb + T1, Rb→ S1, Rb + S0)过程有效降低了器件的开启电压(1.1 V). 但在EIL电子迁移率较低的器件中,为注入更多电子需要在低电子迁移率的EIL上施加更高的电压,从而抵消了TTA过程降低的开启电压,因此随着EIL电子迁移率依次降低其开启电压表现为亚带隙开启(2.1 V)和正常开启(4.1 V). 此外, 尽管三组器件中都观测到TTA过程,但高EIL电子迁移率的器件中TTA更强,亮度更高,这是由于EIL迁移率高的器件在Rubrene发光层中形成了更多数量的三重激基复合物EX3态及其更强Dexter能量传递过程(EX3 ® T1, Rb). 而且,通过给这三组器件降温,都降低的载流子迁移率导致I-V曲线开启电压因EIL迁移率的不同引起其增幅明显不同,它们低温下的MEL曲线因载流子迁移率降低和激子寿命延长的共同作用呈现不同的温度依赖行为.本工作进一步加深了对Rubrene/C60型器件中电子迁移率对开启电压影响的理解以及相关物理微观机制的认识.
摘要 +
本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了Be在不同位置掺杂的石墨双炔作为锂离子电池负极材料的性能.通过计算不同掺杂浓度下石墨双炔的形成能和内聚能,表明Be掺杂的石墨双炔具有很好的实验合成前景.更重要的是,掺Be后的石墨双炔具有良好的导电性能.Be掺杂的石墨双炔对单个锂的吸附能为-4.22 eV,相较于硼,氮掺杂石墨双炔以及本征石墨双炔大幅度提升.随着储锂数量的增加,其对锂的吸附能依旧大于固体锂的内聚能,并且平均开路电压在0-1V之间,充分保证了电池的安全性.除此之外,将储锂容量提升为881 mAh/g,是未掺杂石墨双炔的1.14倍,石墨的2.36倍.同时,锂在Be掺杂的石墨双炔上扩散性能也有所提升,对于CIII位掺杂体系,通过研究低锂浓度、中锂浓度、高锂浓度阶段的离子输运.我们发现随着锂浓度的增加,扩散势垒分别为0.38,0.44,0.77 eV,锂离子的移动变得困难,但依然优于其它元素掺杂的石墨双炔.综上所述,铍掺杂石墨双炔作为优异的锂离子电池负极材料具有很大潜力.
摘要 +
使用射频磁控溅射技术制备了钼(Mo)膜, 再利用硒化退火方式生成二硒化钼(MoSe2)薄膜. 对MoSe2薄膜的表面形貌、晶体结构和光学带隙进行了表征和分析. 结果显示, MoSe2薄膜的晶体结构与硒化温度(Ts)密切相关, 随着硒化温度的升高, 薄膜的平均晶粒尺寸先略减小后增大, 且(002)晶面取向优先生长. MoSe2薄膜对短波长光(600 nm左右)具有较低的吸收率. 随着硒化温度升高, MoSe2的直接带隙波发生蓝移, 光学带隙随之减小. 研究表明, 通过改变硒化温度可以有效调控MoSe2结构和光学带隙, 为MoSe2薄膜在光学器件应用方面提供更多可能.
摘要 +
带有分数化准粒子激发的分数量子霍尔态是一种奇特的强关联拓扑量子物态, 自1982年在强磁场二维电子气中被首次观测到以来一直是凝聚态物理重要的前沿方向. 去年来, 有多个团队在基于过渡金属硫族化合物和石墨烯的莫尔超晶格中观测到了零磁场分数量子霍尔效应, 在莫尔超晶格中还发现了分数量子自旋霍尔效应的迹象. 这表明莫尔超晶格体系能够有效调控能带及相互作用, 是在零磁场条件下实现分数化拓扑量子态的理想平台. 本文将简要论述与此相关的研究进展和存在的挑战, 并对该领域未来可能的发展方向做出展望.
摘要 +
宇宙正反物质的不对称性起源是当今科学的重要未解之谜. 本文简要评述反物质研究历程和近期国际上的相关研究热点. 重点阐述了近些年来, 在相对论重离子碰撞实验中的取得的反物质研究进展, 包括发现首个反物质超核(反超氚)、反物质氦4、反超氢4、反质子相互作用的首次测量、正反超氚核的质量和结合能的精确测量等. 在此基础上, 我们讨论了(反)轻核产生的不同物理机制. 同时, 也介绍了反氢原子实验、太空探测反物质等方面取得的最新成果, 并讨论这些进展对认识物质结构的启示.
摘要 +
针对压电圆环换能器的径向弯曲振动问题, 从薄壳理论出发进行相关数理推导, 讨论了压电效应的影响及电学短路与开路下的弯曲振动方程. 进行相关解析求解, 给出了两种条件下的多阶谐振频率预测公式, 并利用有限元法分析了两式的适用范围. 使用模态理论, 定义模态权值函数, 研究了电学激励条件对多阶弯曲振动模态的具体影响, 得到了单模态激励、局部等幅激励和单端激励等作用于多个目标模态的有效方法. 经有限元仿真(FEM)、实验与理论对比验证, 三者吻合较好, 相关结论可以为压电圆环弯曲振动模态识别、模态激励的精细化调控提供理论基础.
摘要 +
多室神经元的精细结构能够同时捕捉时空特性, 具有丰富的响应和内在机理. 本研究基于Pinsky-Rinzel两室神经元模型, 提出多室神经元通道阻塞与噪声对神经元响应状态影响的分析方法. 首先, 钙离子(Ca2+)浓度影响神经递质释放的概率, 对多室神经元的节律性放电具有关键作用, 因此特别引入Ca2+通道阻塞, 构建带离子通道阻塞的多室神经元模型. 其次推导跃迁矩阵等核心参数构建Pinsky-Rinzel神经元Conductance噪声模型, 并与Subunit噪声模型对比. 最终, 通过单参数Hopf分岔解释各个离子通道阻塞下的动力学过程; 双参数分岔显示钾离子(K+)的Hopf节点随输入电流呈近似线性递增关系, 而钠离子(Na+)则近似为线性下降和指数上升两阶段; 通过变异系数等指标发现K+适度阻塞促进放电, Na+阻塞抑制放电, Ca2+阻塞总体上促进放电的特性. 另外, 在低于阈值信号刺激时, 两种噪声模型均产生随机共振, Conductance模型表现出更强的编码能力. 本研究揭示了离子通道阻塞与噪声在神经信号传递中的复杂机制, 为研究神经信息编码提供新的视角和工具.
, 最后更新时间: , 收稿日期: 2024-07-11
摘要 +
稀土掺杂硼团簇因其特殊的光学, 电学和磁学性质受到广泛关注. 本文采用人工蜂群算法结合密度泛函理论, 在PBE0/RE/SDD//B/6-311+G*水平下研究了稀土掺杂阴离子硼团簇$ {\text{REB}}_n^ - $ (RE = La, Sc; n = 6, 8) 的几何结构、电子性质、稳定性和芳香性. 计算结果表明, 阴离子$ {\text{REB}}_n^ - $ (RE = La, Sc; n = 6) 的基态结构具有C2对称性, 掺杂的镧系原子位于顶部中心形成“船形”结构. 通过与实验光电子能谱的比较, 证实$ {\text{LaB}}_{8}^ - $ 的基态结构类似于三维的“筝形”结构, 而$ {\text{ScB}}_{8}^ - $ 的基态结构则是Sc原子位于“伞柄”处形成的具有C7V对称性的“伞状”结构. B—B之间存在通过共享电子对的相互作用, 而RE-B之间的电子定域性不如B—B之间的电子定域性. 模拟得出的光电子能谱峰值位置与实验结果的吻合度较高, 充分证实了研究获取的全局能量最低结构与实验观测结构的一致性. $ {\text{LaB}}_{6}^ - $ 和$ {\text{ScB}}_{6}^ - $ 的最低能量结构均为σ-π双芳香簇, 表现出明显的芳香性. 此外, 分别计算了$ {\text{REB}}_n^ - $ (RE = La, Sc; n = 6, 8)的总态密度, 以及RE原子和硼簇的局部态密度, 并对其轨道能级密度进行了评估. 开壳层的$ {\text{ScB}}_{8}^ - $ 态密度谱呈现出自旋极化现象, 这表明其作为基元可以组装成具有磁性的纳米材料. 这些对稀土掺杂硼团簇的研究有助于深入理解纳米材料的结构和性质演变规律, 为设计具有实际价值的纳米材料提供了重要的理论支持.
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- ...
- 17
- 18
