关键词： 量子结构   光电子器件   航空航天   医疗健康   光电材料   可调性   智慧生活   超低功耗  

摘要： 低维量子结构光电材料具有灵活的能带剪裁特性、丰富的异质界面可调性、优异的电子输运特性及独特的光学性能等,在超敏、超快、超低功耗、超高集成的新型光电子器件领域有着重要的应用前景,是实现对航空航天、深地深海深空探测、智慧生活、医疗健康等领域的升级变革的一项关键技术。

关键词： 凝聚态物理学   共振激发   电荷密度波   超短脉冲激光   过渡金属硫族化合物   量子性质   亚稳态   铁电性  

摘要： 对宏观量子性质进行精确调控是量子材料实现工业应用的关键.利用超短脉冲激光共振激发量子材料内部某种集体模式,宏观上产生亚稳态是目前凝聚态物理学中一个正在蓬勃发展的领域,如光致超导[1]、光增强超导以及电荷密度波序[2]、光致铁电性[3],以及光致二维电子态[4]等.过渡金属硫族化合物1T-TiSe2作为一种典型的电荷密度波(charge density wave,CDW)材料存在许多新的量子相.

关键词： 磁阻效应   轨道磁矩   定量解释   量子输运   普适模型   外磁场   能带结构   磁输运  

摘要： 拓扑材料独特的能带结构有时会导致一些不同寻常的磁输运现象,其中包括当外磁场施加在平行电流方向上时产生的面内纵向负磁阻效应.这种负磁阻效应被普遍认为是拓扑材料中存在手征反常的一个标志.本文报道了一种当面内磁场分别平行和垂直电流方向时,在拓扑材料ZrTe_(5)中观察到的面内负磁阻现象.该现象揭示了一种超出手征反常范畴的不同寻常的量子输运行为.研究人员构建了一种同时考虑贝里曲率和轨道磁矩的普适模型,用以定量解释他们观察到的实验现象.本文的研究结果为探索拓扑材料中的面内负磁阻现象提供了一种新的见解和思路.

关键词： 量子点   ZnO   稀土掺杂   微观结构   太阳能电池   光电性能  

摘要： 基于水热法和旋涂法制备了不同Eu掺杂浓度(0,0.05,0.10和0.15 mol/L)的ZnO量子点,在Eu掺杂ZnO量子点的基础上制备了光阳极薄膜,并以此为光阳极制备出量子点敏化太阳能电池。研究了Eu掺杂浓度对ZnO薄膜微观形貌、晶体结构、光谱性能及电池光电性能的影响。结果表明,水热法制备出的Eu掺杂ZnO纳米棒属于六方纤锌矿结构,Eu的掺杂未生成新的产物,但细化了ZnO纳米棒阵列的直径,直径分布为45~60 nm,高度约为1.2μm,ZnO纳米棒的取向性和均匀性得到了改善。Eu掺杂后缩小了ZnO的禁带宽度,降低了ZnO的光致发光强度,提高了电子对的分离能力。当Eu掺杂浓度为0.10 mol/L时,ZnO的禁带宽度最小为3.09,且光致发光强度最低。Eu的掺杂改善了基于ZnO为对电极组装的量子点敏化太阳能电池的光电性能,当Eu掺杂浓度为0.10 mol/L时,光电转换效率最高可达4.03%,对电极的电荷传递阻抗最低为1.38Ω,对应对电极的交换电流密度最大为9.92 mA/cm^(2),光电性能最佳。

关键词： 角分辨光电子能谱   原位调控   量子材料  

摘要： 角分辨光电子能谱技术是研究量子材料的一项关键实验技术.近年来,原位样品调控技术的发展,特别是压力、掺杂、电场等非温度调控参量的原位调控的实现,极大地拓展了角分辨光电子能谱的测量空间,为观察外场调控下电子态的连续演化提供了可能.本文分别对原位碱金属掺杂、门电压、单轴压、电流等几种原位样品调控技术近期的发展进行了介绍,并总结了角分辨光电子能谱和原位样品调控技术的结合在多种量子材料中的应用.

关键词： 碳量子点   金属有机骨架材料   光催化降解  

摘要： 金属有机骨架材料(MOFs)具有较强的化学稳定特性、较丰富的结构组成、较大的比表面积、较强的可再生性、电子迁移快、结构功能可调等优势,在光催化领域发挥了很大的作用。碳量子点(CQDs)具有荧光性能、上转换性能、生物相容性、光稳定性高以及光学性质可调等特点,在光催化领域中有着非常大的应用潜力。将碳量子点与MOFs材料相结合,能够更好地弥补MOFs材料的自身缺陷,且该复合材料在有机废水的处理方面具有良好的前景。结合国内外材料,对碳量子点修饰MOFs材料在光催化降解有机废水领域作了综述,并对其未来的应用前景做了展望。

关键词： 实验工具   半导体物理   凝聚态物理   光电子能谱   铜氧化物   高温超导   同步辐射光源   技术解析  

摘要： 光电子能谱最初是由于其在化学元素定量分析领域的广泛应用而发展起来的.此后,随着半导体物理的发展,人们逐渐开始使用在其基础上发展的角分辨光电子能谱(ARPES)技术解析一些固体的能带信息.而伴随着同步辐射光源的发展,以及20世纪80年代末的铜氧化物高温超导研究热潮, ARPES逐步成为凝聚态物理研究的关键实验工具.

关键词： 维格纳函数   量子输运   自旋输运理论  

摘要： 在重离子碰撞中,自旋轨道耦合可以导致整体极化现象.自从2017年,STAR工作中发现超子Λ在Au+Au碰撞中的整体极化,整体极化效应引起了学术界的广泛关注.整体极化效应的微观产生机制可以利用粒子之间非定域的散射过程来描述:在重离子碰撞中产生了热密物质,热密物质中的粒子之间通过非定域的碰撞过程实现了轨道角动量向自旋角动量的转换,从而导致散射后的粒子自旋极化.为了描述这一微观过程,在相空间描述自旋轨道耦合更加方便,而自旋轨道耦合又是一种量子效应,所以基于协变维格纳函数的量子动理学理论将是描述整体极化现象的有力工具.本文介绍了基于维格纳函数的量子动理学理论以及自旋输运理论.近期自旋输运理论的发展为以后数值模拟自旋极化现象的时空演化提供了理论基础.

关键词： 同步辐射   角分辨光电子能谱   量子材料  

摘要： 角分辨光电子能谱(ARPES)凭借直接探测电子能量和动量的优势,在研究固体材料能带结构、费米面以及能隙等方面发挥着重要作用.近年来,通过追随国际领先水平,我国ARPES技术得到了飞速发展,其中与第一、二、三代同步辐射光源的结合更是帮助凝聚态物理和自旋电子学等研究方向实现了许多重大突破.本文从线站技术特点和主要成果两个角度简要介绍了目前中国主要的基于同步辐射ARPES光束线站:包括合肥光源角分辨光电子能谱线站,上海光源“梦之线”、BL03U、BL07U-Nano ARPES和BL07U-自旋分辨ARPES线站,同时还对基于未来合肥先进光源的新ARPES线站进行了展望.这些实验站将在新型量子材料探索与调控、微纳原型器件的研发等方面提供关键且不可替代的技术支撑.

关键词： 确定性固态量子光源   分子束外延   半导体量子点   单光子源   纠缠光子源   量子信息技术  

摘要： 量子光源是量子通信和光量子计算的基础模块。光子的单光子性保证了通信的无条件安全,光子的高不可分辨性保证了计算方案的复杂度。在各类固态材料候选体系中,基于半导体量子点体系的单光子源和纠缠光子源保持着量子光源品质的最高纪录,展现了巨大的潜力。分子束外延是目前最适合制备固态半导体量子点的生长方法,超高真空、超纯材料、原位监测和生长过程中参数的高度可控等特点使其优势明显。为了实现同时具备高效率、高单光子纯度、高不可分辨性和高纠缠保真度的量子光源,量子点的材料生长、外部调控、钝化技术和测量技术等都需要系统优化提升。本文将综述基于分子束外延生长实现固态量子点体系量子光源的基础材料与器件的研究进展,讨论两种常见量子点的制备原理以及外延生长中各类参数对量子点品质的影响,包括背景真空、源料纯度、衬底温度、生长速率和束流比等。本文随后简介了外部调控、表面钝化、测量技术等手段优化量子光源器件性能的技术细节和实验进展,最后对量子光源在基础科学研究和量子网络构建中取得的进展进行总结,并对其实际应用与发展前景进行展望。