摘要： Recent advances in nanotechnology have shrunk the size of rnesoscopic structures. This allows us to investigate the quantum mechanics of mechanical oscillators. In this thesis we focus on two aspects. In Part I, an individual discrete mode structure of an oscillator and its effect to thermal conductance have been thoroughly examined: Specifically, we investigated the reduction in the thermal conductance in the quantum limit due to phonon scattering by surface roughness, first using scalar waves, then using full three dimensional elasticity theory for an elastic beam with a rectangular cross section. At low frequencies, we find power laws for the scattering coefficients that are strongly mode dependent, and different from the results deriving from Rayleigh scattering of scalar waves, that is often assumed. The scattering gives temperature dependent contributions to the reduction in thermal conductance with the same power laws. At higher frequencies, the scattering coefficient becomes large at the onset frequency of each mode due to the flat dispersion. We use our results to attempt a quantitative understanding of the suppression of the thermal conductance from the universal value observed in experiment. As individual phonon energy becomes comparable to or greater than the thermal energy, the individual phonon dynamics within each mode can be resolved. In Part II, we examine a possibility of detecting individual quanta of a system: We investigate a scheme that makes a quantum non-demolition measurement of the excitation level of a mesoscopic mechanical oscillator by utilizing the anharmonic coupling between two bending modes of an elastic beam. The non-linear coupling between the two modes shifts the resonant frequency of the readout oscillator proportionate to the excitation of the system oscillator. This frequency shift may be detected as a phase shift of the readout oscillation when driven on resonance. We show that in an appropriate regime this measurement approac

关键词： 量子线   电子输运   散射矩阵   THz电磁场   纳米电子力学  

摘要： 量子线(纳米线)系统中的电子输运和内聚力一直是人们非常关心的问题，因为它不仅是一个重要的基础物理问题，而且有着潜在的应用前景，它将是今后纳米电路、纳米器件的重要物理基础．本文以采用自由电子模型，用Landauer-Bǖttiker输运理论和散射矩阵方法分别研究了量子线弯曲时和直量子线受到太赫兹电磁场辐射时的电子输运性质以及电磁场辐照对金属纳米线内聚力的影响。 全文共分为五章。第一章简要介绍了与介观输运有关的基本理论及其发展历史，研究现状和意义。第二章分析了弧形量子线的模式混合，电导抑制，局域态密度，透射相位突变等性质，并将这些性质与理想直量子线进行了对比。我们得到的结论是：1．存在着狭小的参数区间其电导比理想情况小一个电导量子；2．在小内径情况下模式的混合相当严重，但并不显著影响系统电导；3．局域态密度与与直量子线相似；4．当透射矩阵矩阵元为0时，对应的透射相位存在幅度为π的突变。 第三章我们以光和原子相互作用理论为基础，用含时模式匹配散射矩阵方法研究了直量子线在太赫兹电磁场部分辐照下的电子输运性质，并得出横向电磁辐射对电子纵向运动的阻塞效应。论证了当外场频率与量子线横向能级间隔匹配时：1．电磁辐照的区域类似于一个散射势，透射率随电子入射能量的变化曲线产生一个反常的台阶结构；2．在辐照区内电子在横向态的布居产生空间上的Rabi振荡；3．电子在辐照区逗留时间的与透射率有对应关系；4．外场辐射能显著影响局域态密度。第四章以第三章的工作为基础，用量子统计的方法，分析了太赫兹电磁波部分辐照对金属纳米线内聚力的影响，得到了只有当外场频率与横向模式共振时内聚力才有显著变化的结论。第三、四两章是本工作的主要创新之处。 第五章我们对本文的工作进行了简要的总结，并对这一研究领域的发展前景作了简要的展望。

关键词： 自旋电子学   自旋去相位机制   自旋注入   自旋输运   GaAs量子阱  

摘要： 我们运用非平衡Green函数方法建立了一套多体动力学Bloch方程来描述在Voigt配置的磁场作用下的n型GaAs <100>量子阱中的电子自旋进动以及由于D\'yakonv-Perel\'(DP)效应[***. 60,1954(1971)[Sov. Phys.-JETP38,1053(1971)]]引起的自旋去相位(dephasing).在我们的理论中含了所有的自旋守衡散射,比如电—声子散射,电子—非磁性杂质散射以及电子—电子Coulomb散射.通过用数值方法自治地求解这套Bloch方程的方程,我们研究了在不同初始自旋极化、杂质浓度、温度、磁场以及不同电子密度下的自旋去相位.从我们的理论计算得到的自旋去相位不仅包括了最早由D\'yakonov和Perel\'提出的因为有效的自旋翻转散射导致的自旋去相位,还包括了最近Wu提出的由于DP效应带来的非均匀扩展导致的多体自旋去相位[Wu,***.:***14,245(2001); Wu and Ning,***.J.B18,373(2000)].

关键词： 非破坏性材料试验   光量子   材料失效   材料断裂   伽玛射线  

关键词： .energy gap   energy transfer   spectrally   CdSe   interdot   monodisperse   NQDs   larger dots  

摘要： We report on the dynamics of resonant energy transfer in monodisperse, mixed-size, and energy-gradient (layered) assemblies of CdSe nanocrystal quantum dots. Time-resolved and spectrally resolved photoluminescence directly reveals the energy-dependent transfer rate of excitons from smaller to larger dots via electrostatic coupling. The data show a rapid (0.7–1.9 ns) energy transfer directly across a large tens-of-meV energy gap (i.e., between dots of disparate size), and suggest that interdot energy transfer can approach picosecond time scales in structurally optimized systems.

关键词： 超导-量子点耦合系统   量子相干输运   电流特性   数值分析  

摘要： 研究超导 -量子点耦合系统的量子相干输运 ,主要考虑系统在微波场及Zeeman场作用下的输运电流特性 .应用BCS平均场理论及非平衡格林函数技术 ,对超导体各极作Bogoliubov变换使其对角化 ,从而推导出用格林函数表示的电流公式 .对几种特殊情况进行数值分析 ,计算出电流 -电压、电流 -磁场及直流Josephson电流的共振隧穿曲线 .

关键词： 量子阱   氮化镓   金属有机化学   气相淀积   发光二极管   白色发光二极管  

摘要： 该论文在P型GaN,InGaN/GaN多量子阱研究及计算,InGaN/GaN多量子阱LED;白光LED方面开展了一系列研究工作.1.针对P型氧化物材料获得的困难,研究了Mg掺杂GaN的激活机制.优化并提出了几种制备P型氮化物的方法.2.研究了MOCVD中热对流,石墨舟的倾角和反应室压力对GaN生长速率的影响.分析了GaN生长的热力学和动力学以及缓冲层的作用和演化.比较了低压生长和常压生长的优缺点.3.结合量子效应,自发极化效应,压电场效应,对InGaN/GaN多量子阱进行了计算.我们在前国内于2000年率先研制成功了GaN基白光LED.工作电流为20mA,工作电压为3.5伏时发光亮度大于1坎德拉（cd）,其结构采用了独创的球冠状结构.已申请了一项国家发明专利.拥有自主知识产权,具有极高的商业价值.正向产业化方向推进（注：该项目为该论文作者在攻读学位期间承拉的“863”项目）.

关键词： EL材料   结构   吩噻嗪衍生物   电子光谱   红外光谱   量子化学计算   电致发光材料   非线性光学材料  

摘要： 本文报道了吩噻嗪系列衍生物作为电致发光 (EL)材料的结构表征、光谱性能及RHF/PM3系列方法的量子化学半经验计算 ,并比较了实验的UV vis ,IR ,FL光谱与理论计算结果 ,所得到的理论结果与实验结果一致。从微观上分析了该系列衍生物的光谱性能 。

关键词： 电子   磁垒   隧穿效应   弹射电导   非均匀磁场   薛定谔方程   半导体   量子输运  

摘要： 采用平面波近似数值方法解非均匀磁场中电子的薛定谔方程 ,计算了在半导体异质结上沉积带状导电薄膜 (通有电流 )或I型超导材料产生的两种类型的双磁垒体系的电子隧道结构 ,以及相应的弹射 (ballistic)电导 ,得知这两种体系的电子隧穿情形差异较大 。

关键词： 锂离子电池   正极材料   锂镍氧化物   从头计算  

摘要： 在该研究工作中,利用周期性的Hartree-Fock 计算方法,对LiNiO<,2>晶体和相关的其它晶体进行了从头计算.我们计算以LiNiO<,2>作为正极的锂离子电池的平均电压,结果与实验值相比令人满意.我们发现NiO<,2>嵌入一个Li变成LiNiO<,2>时,负电荷主要从Li转移到O上,而不是传统上人们认为的从Li转移到Ni上,这样解释了试验上的一些矛盾现象,如Jahn－Teller效应等.我们以Li<,0.5>NiO<,2>作为嵌理中间物的代表,研究了锂离子的可能迁移路径.通过研究NiO<,2>、LiNiO<,2>和Li<,0.5>NiO<,2>的电子态密度（DOS）图,我们得出NiO<,2>是绝缘体,LiNiO<,2>是导体和Li<,0.5>NiO<,2>是半导体的结论.