关键词： 自旋轨道耦合   半导体异质结   量子输运  

摘要： 基于有效质量近似和Floquet理论,考虑自旋-轨道耦合和外场驱动作用下,研究铁磁半导体/半导体/铁磁半导体异质结中的量子输运特性.结果表明自旋-轨道相互作用不仅使自旋发生翻转,而且束缚态能级发生劈裂,从而使电导率中出现两个Fano共振峰.势阱两边的磁化强度以及两边磁化强度之间的夹角对自旋翻转和共振位置具有调制作用.

摘要： Kinetic theory is a theoretical approach starting from the first principle, which is particularly suit to study the transport coefficients of the dilute fluids. Under the framework of kinetic theory, two distinct topics are explored in this dissertation.@pqdt@break@CFL Quark Matter We compute the thermal conductivity of color-flavor locked (CFL) quark matter. At temperatures below the scale set by the gap in the quark spectrum, transport properties are determined by collective modes. We focus on the contribution from the lightest modes, the superfluid phonon and the massive neutral kaon. We find that the thermal conductivity due to phonons is ∼ 1.04 x 1026 m8500D-65 0 erg cm-1 s-1 K-1 and the contribution of kaons is ∼ 2.81 x 1021 f4p,100T1/2M eVm-5/210 erg cm-1 s-1 K-1 . Thereby we estimate that a CFL quark matter core of a compact star becomes isothermal on a timescale of a few seconds.@pqdt@break@Atomic Fermi Gas In a dilute atomic Fermi gas, above the critical temperature, Tc, the elementary excitations are fermions, whereas below Tc, the dominant excitations are phonons. We find that the thermal conductivity in the normal phase at unitarity is ∝ T3/2 but is ∝ T2 in the superfluid phase. At high temperature the Prandtl number, the ratio of the momentum and thermal diffusion constants, is 2/3. The ratio increases as the temperature is lowered. As a consequence we expect sound attenuation in the normal phase just above T c to be dominated by shear viscosity.@pqdt@break@Finally, we calculate the viscosity spectral function of the dilute atomic Fermi gas in three different channels. We find the expected structure consisting of a diffusive peak in the transverse shear channel and a sound peak in the longitudinal channel. At zero momentum the width of the diffusive peak is o 0 ≃ (2epsilon)/(3eta) where epsilon is the energy density and eta is the shear viscosity. At finite momentum the spectral function approaches the collisionless limit

关键词： 纳米材料   量子点   生物传感器   电致化学发光  

摘要： 癌症是严重威胁人类生命和健康的恶性疾病之一,大量研究和防治资料证实,早期诊断和早期治疗是防治癌症与降低死亡率的最有效办法。电致化学发光免疫分析传感器具有很高的灵敏度,且具有仪器设备简单、操作方便、快捷、线性响应范围宽和易于实现自动化等显著优点,越来越受到研究者们的广泛关注。本文研究了两种基于磁性纳米复合物电致化学发光检测癌胚抗原的新方法,实现了对癌胚抗原的灵敏检测。 本文主要开展了以下四个方面的工作: （1）制备了一种新型的具有磁性和电化学发光的双功能纳米复合物Fe3O4/QDs。该纳米复合物具有良好的磁性,可以很方便地进行磁性分离,避免了实验过程中的繁琐性,并且通过简单的吸附方法就可稳定地修饰于磁性电极上,也防止了在检测过程中的脱落,在生物分析中具有良好的应用前景。 （2）基于磁性和电化学发光的双功能纳米复合物制备了一种超灵敏的电致化学发光免疫传感器,用以检测癌胚抗原（CEA）。通过实验得到其检测的线性范围是0.064 pg mL-1 10 ng mL-1,检测限是0.032 pg mL-1。该ECL免疫传感器迅速、方便、灵敏,具有良好的选择性和稳定性,是生物分析和临床检验中很有潜力的检测技术。本研究极大地促进ECL和QDs纳米复合材料在生物分析上的应用。 （3）制备了一种新型的基于CdSe /ZnS /Fe3O4 /CNTs /IL复合纳米材料的电致化学发光免疫传感器。其良好的电致化学发光性质、生物相容性和稳定性利于制备电致化学发光生物传感器。实验结果表明ECL的强度和抗原浓度的对数在0.001 ng mL-1～100 ng mL-1呈直线关系,检测限是0.004 ng mL-1。根据线性回归方程,在线性范围内,可以定量的检测抗原浓度。本研究为量子点纳米复合物的ECL用于高灵敏度的分析开辟了新的方法。 （4）首次报道了一种新型的Dendrimer/CdSe-ZnS量子点纳米粒子的制备和用于电化学（电化学发光）多功能检测癌细胞的探针实验。由于在纳米簇上存在着许多的功能化氨基,大量的量子点可以被标记到纳米簇之上,这使得量子点的电致化学发光信号有明显的提高。捕捉探针是特别设计成目标细胞的适体,通过运用条形代码技术,我们设计了一种新型的细胞检测的生物传感器,并且避免了交叉错配反应。并且,在试验过程中,我们应用了磁珠用于固定适体DNA,从而使得信号升高的细胞检测方法得到了成功应用,并且这使得分离过程得到了明显的简单化,提高了细胞的检测灵敏度。据我们所知,这是第一次将Dendrimer /QDs纳米簇应用于DNA和细胞的检测过程之中。这种检测方法也为今后的癌细胞早期检测和疾病的预防提供了指导和研究方向。

关键词： 介观物理   量子输运   合流超几何函数   圆形量子台球   半经典物理  

摘要： 纳米结构是一种人工微结构,这种结构的限度在纳米数量级。随着光刻技术与晶体生长技术的日渐成熟,在近代高度发展的半导体工艺基础上,制作小尺度、任意形状的纳米结构成为可能。九十年代以后,半导体材料的技术和制作工艺水平迅速发展,使得半导体纳米结构成为研究微型器件中粒子传导的理想模型。这种材料是由包含高速运动的电子的薄层半导体构成,电子在垂直薄层方向的运动是量子化的,所以电子的运动被限制在水平平面内。这种被局限在平面内运动的理论模型,我们称之为二维电子气体系,即量子台球体系。 量子台球体系与薄金属膜相比,优点在于二维电子气体系在低温条件下的电子密度较低,而且还可以通过改变外场来控制电子密度。电子密度较低,就会有较大的费米波长(大约四十纳米左右)和大的电子平均自由程(大约十微米左右),这就为电子的运动提供了空间,电子间的相互作用就可以忽略,而杂质粒子和声子的散射作用影响很小。电子除了与台球壁碰撞外,可以看作是自由运动的经典粒子,所以在量子台球(二维电子气)中研究电导输运性质非常方便。 二维量子台球体系的性质取决于台球的边界形状关,我们只要改变台球体系的几何形状,就可以很好的控制体系中粒子的运动,是规则的或是混沌的。当台球体系的几何形状是规则的,例如:圆形台球体系、椭圆台球体系、矩形台球体系,那么这种体系就是可积体系,即能用分离变量法求出解析解的哈密顿系统,粒子在这些台球体系中的运动就是规则运动。当我们研究的体系无法求出其解析解时,粒子在这些台球体系中的运动就是不规则的,呈现出混沌特征,这种体系就是不可积体系,例如:体育场体系、sinai体系。我们在处理不可积体系时,只能通过理论计算的方法求出薛定谔方程的数值解,由于数值方法需要大量的数据和参数,而且算法复杂,我们通常只能得到近似解而得不到精确解,这也阻碍了量子混沌研究的进展。为了推动量子混沌研究以更便利、简洁而且有效的方式为人们所接受,科研工作者发展了量子谱函数方法、相空间分布函数方法以及传输矩阵结合拓扑学的方法。 上世纪七八十年代,随着研究量子台球的各种方法的相继产生,朗道猜想粒子通过这种微腔时的电导可以通过计算传输矩阵,对传输系数求和得到。随后杜孟利和Delos等人在研究里德堡原子在强电磁场中光吸收谱时,在Gutzwiller态密度迹公式的基础上提出了闭合轨道理论,为研究经典物理与量子力学的对应关系提供了理论基础,被公认为是联系经典世界与量子世界的唯一桥梁。这种理论也可以扩展到开轨道情况,为研究量子台球的性质提供了新的有用工具。经典物理与量子力学的对应关系经历了量子力学的诞生,普朗克和爱因斯坦对黑体辐射的讨论,玻尔和索末菲的量子化假设以及Gutzwiller对不可积系统发展的周期轨道理论,还有杜孟利***提出的半经典闭合轨道理论,以及谱函数方法和量子力学相空间理论方法的飞跃过程。 本文从量子力学和经典力学的对应关系入手,采用半经典轨道理论研究了在外加弱磁场下二维圆形量子台球的输运性质。我们将半经典近似的格林函数与体系中粒子的本征波函数作用后求积分,由此得到了传输矩阵元,再将传输矩阵元进行傅里叶变换得到量子峰谱。根据经典力学可以推导出粒子在腔内碰撞时各个物理量之间的几何关系,精确计算出在弱磁场下开轨道圆腔传输的粒子经典轨道长度,与传输矩阵元傅里叶变换的量子峰位置进行了对比,结果发现谱峰位置跟轨道长度吻合的很好。在精度允许范围内给出了经典物理与量子物理的对应关系。在弱磁场中研究二维开放圆形台球体系的输运性质时,我们不仅做了开口平行的量子台球模型,同时也做了开口垂直的量子台球模型,并对两者进行了比较。 分形理论在传统科学感到困惑的地方,特别是越无规则、越复杂的领域,分形理论越能显示出它的有效性。例如高分子在一定条件下能生成凝胶,对化工生产带来了很大的困难,用传统理论很难解决这一课题,而分形理论却能为这一课题的解决提供了有力的工具。分形具有一个重要的性质,就是它的自相似性,即曲线的局部形态与整体形态是相似的,不管放大级别多大,曲线的形状都是相似的。分形理论冲破了整体与部分之间的隔膜,找到了从部分过渡到整体的媒介和桥梁。分形理论转变了人们的传统的思维方法,认识到整体与部分之间的关系可由线性进展到非线性的阶段,与系统论共同解释整体与部分之间多层次、多视角、多维度的相关联方式。 我们用分形和相空间理论分别研究了圆形量子台球体系和环形量子台球体系,发现粒子在圆形量子台球体系中的运动是规则的、周期的,不存在混沌现象,然而偏心环形量子台球体系是不规则体系,无法得到粒子的解析解,粒子在偏心环量子台球体系中的运动呈现出混沌现象。

关键词： 量子点   荧光   生物成像   生物分析   载体   综述  

摘要： 量子点是一种新型荧光纳米材料,具有独特而优良的荧光性质。近年来量子点合成及应用引起研究者的广泛关注,研究内容涉及到物理、化学及药学等多个领域。本文简介了量子点的合成方法,并主要综述了量子点在生物成像、生物分析以及作为药物载体等方面的最新进展。

关键词： 热输运   凸型量子波导   散射矩阵方法   透射系数   凸型区域  

摘要： 利用弹性近似模型和散射矩阵方法,对比研究了低温下的声学声子在等宽波导、变窄波导、变宽波导中的输运性质。计算结果表明,不同类型的凸型量子波导既有相似的性质也有各自的特点。这些性质有助于人们实现人工控制纳米结构中的热输运,同时为设计实用的声子滤波器提供理论参考。

关键词： 量子点   砷化镓太阳电池   材料生长   结构设计  

摘要： 介绍了目前砷化镓量子点太阳电池的研究现状,主要包括:量子点太阳电池理论分析、量子点结构材料生长与性能表征、量子点太阳电池器件结构设计与制备技术三方面。此外,在对目前研究中所存在的难点问题进行分析后,认为制备高质量的量子点结构材料以及优化量子点太阳电池结构设计是目前获得高性能量子点电池的关键。

关键词： 荧光量子点   核壳结构   发光性能  

摘要： 由于半导体纳米材料具有特殊的光电性能,在光致发光、电致发光等方面有着广泛的应用而备受关注。本文主要介绍了利用聚合物、表面活性剂以及无机物包裹锌基荧光量子点,制备核壳结构纳米材料,并讨论了包裹前后量子点发光性能的变化。

关键词： 量子阱红外探测器   分子束外延   材料   表征  

摘要： 为了得到高性能的量子阱红外探测材料,本文通过建立系统的材料设计、材料生长及材料表征体系,对面向工程化应用要求的单色以及双色红外探测的量子阱材料制备技术进行了较深入探索,并得到了相应部分器件的测试结果,实践证明,通过工艺与控制过程优化,量子阱红外探测材料的制备可实现高的可控性和稳定性。

关键词： 纳米粒子   超导性能   自然材料   量子效应   壳效应   隧道扫描显微镜   金属粒子   锡  

摘要： 德国斯图加特的马普固体研究所专家利用隧道扫描显微镜研究锡纳米粒子证实，金属粒子的电阻损耗与粒子大小有关，当金属粒子呈纳米状态时，材料获得超导性能的温度会大幅增加。因此，在粒子足够小的前提下．通过量子效应可增强金属粒子超导性能60％。这一理论还可预测粒子的纳米精度，并为开发室温环境下的超导电线提供了新的研究方向。这项研究成果刊登在最新出版的《自然材料》杂志上。