兔斯基经典人生语录-课件（PPT·精·选）.ppt

i具有折皱界面的低维电子系统性质的研究摘要最近随着现代微刻技术和高分辨测量技术的发展具有附加调制结构的低维表面系统已经成为了许多理论和实验研究的中心因为这些系统具有一些基本的物理性质和潜在的应用的前景折皱横向表面超晶格就是其中一类重要的低维结构并且人们已经能够刻制出具有高精确度和更多可调结构参数的横向周期结构许多实验结果已经显示出由于横向调制而产生的局域态能带折叠能带交叉和能带分裂现象对于外加的电场或磁场的调制这些低维超晶格系统中的物理现象也有着更敏感的变化但是在理论研究方面由于在非平面界面上的电子波函数复杂边界条件对该类低维电子系统电子态的计算需要很大的计算量以至于一些通常采用的方法几乎不能应用于计算体系更复杂的物理性质为此我们发展了一种坐标变换的方法来简化这些边界条件首先我们为所要研究的系统引进一拉氏量[]LΦ根据变分原理拉氏量的极值条件将会同时给出系统的哈密顿方程以及必须满足的边界条件经过坐标变换原来非平面的界面就变成了理想的平面界面而相应地系统拉氏量则可分解为简单平面界面系统中的拉氏量0L和由偏离平面界面的附加结构引起的有效势微扰项L?实际上我们采用的坐标变换方法的优点就在于把非平面界面上的边界条件转化为了更利于用数值计算方法处理的平面界面系统中的有效势场利用上述方法在接下来的第一和第二章中我们计算了折皱横向表面超晶格中的激子Stark效应和回旋共振子带耦合在第三和第四章中计算了周期折皱金属表面上的像势态和表面等离子激元自从发现了量子阱中很强的量子约束Stark效应利用外加电场来对低维系统的光吸收系数进行调制引起了人们相当多的注意由于ii这些性质可以被应用于设计高速和低驱动电压的光器件人们希望在折皱横向表面超晶格中激子的大量子约束Stark效应会具有其独特的性质在第一章中我们研究了GaAs/AlGaAs折皱横向表面超晶格中的激子Stark效应由于周期折皱界面引起的激子质心运动量子化使得光吸收谱中出现了新的几乎等距的吸收峰这些吸收峰在外加电场下作用下将会发生位移吸收峰之间的间距也将随着外加电场增加而变大我们还计算了本征波函数的空间分布并讨论了波函数的幅度及其对称性对吸收峰的强度和吸收跃迁选择规则的影响在第二章中我们研究了GaAs/AlGa折皱横向表面超晶格中的回旋共振光吸收其界面上的调制结构引起了回旋共振和子带间的耦合这就为利用回旋共振技术研究在垂直于二维系统方向上的子带能级提供了可能计算结果显示了共振吸收峰的分裂现象以及共振频率相对于无表面调制结构的平面界面二维系统中的共振频率的偏离解释了实验中发现的共振吸收峰的宽度随着外加电场的增加而逐渐变窄的现象在第三章中我们讨论了利用Bergman-Milton方法来计算非平面金属界面上的具有较高精度的表面像势并且在表面不可穿透模型下计算了具有周期台阶结构金属表面的像势态计算结果显示了由表面周期结构的散射引起的能带分裂和能带交叉现象由于非平面表面结构导致的最低能级像势态束缚能的降低的理论结果也和实验值符合的较好从像势态的波函数中可以看出由真空中的表面像势和金属表面上的表面势垒共同产生的有效势真正决定了像势态电子的几率分布通过计算光致激发跃迁矩阵元表明折皱金属表面上的最低能级像势态的光致激发几乎和平面金属界面上的激发一致而对于更高能级的像势态倒逆(umklapp)过程对光致激发的影响开始变得重要导致电子被散射到不同的方向为了了解周期折皱表面对电子集体激发的影响在第四章中我们利用流体力学模型研究了周期折皱金属表面上的表面等离子激元结iii果发现表面等离子激元振荡频率的色散结构具有子能隙的存在由于周期表面结构对等离子激元的表面模和体模之间的散射作用使得原来具有较高振荡频率的表面模不能继续存在而将与体模发生耦合转化成为体模计算还发现即使在系统色散参数趋于零的情况下表面周期结构也将会引进有效的色散关系破坏表面模振荡频率的简并在第五章中我们利用Bergman-Milton的有效介电常数的谱表示方法研究了细胞悬浮液的介电行为要解决的主要问题是计算具有不规则形状即不规则界面的悬浮细胞对极化电场的影响这和我们在第三章所讨论的计算非平面金属表面上的像势具有类似的地方计算中我们采用了稀悬浮液和弱外场极限下的近似我们利用椭球模型和棒状模型来模拟细胞的形状但比较计算结果表明两者的差别很小并不足以如其他作者所期望的弥补与实验结果之间的差距为了更好的同实验结果相符合我们引进了参数221/()tsss=?反映细胞质和培养液之间的电导率的比值我们发现细胞质可以具有比其培养液大的多的电导率这与通常采用的假设12ss≈有很大的不同该研究课题对于利用细胞悬浮液的介电谱来实时监测细胞生长和分裂的方法提供了理论基础并能帮助我们更多地了解活性细胞所具有的特性关键词折皱横向表面超晶格(CLSSL)坐标变换Stark效应回旋共振