关键词： 钙钛矿量子点   稳定性   WLED   光催化  

摘要： 全无机钙钛矿量子点CsPbX3（X=Cl,Br,I）具有颜色可调,发光效率高,成本低廉,易于合成的优点,被广泛的应用于白光LED（WLED）、激光器、太阳能电池等,具有极高的商业应用价值潜力。然而,钙钛矿量子点极易受到外界环境因素的影响,特别是在水和空气中非常容易发生淬灭,导致性能急剧下降,严重阻碍了其商业应用的进程,因此提高其稳定性已经是目前亟待解决的问题。本文以提高量子点在水和空气中的稳定性为目标,通过聚合物包裹、静电纺丝技术、MOF材料包裹、硅胶弹性体包裹等方法合成钙钛矿量子点复合材料,并探究其稳定性能和应用潜力。 （1）利用聚合物在非极性溶剂中的溶胀-收缩原理将Cs Pb Br3量子点原位生长在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）薄膜中。该方法合成简便,室温下合成,并且可以得到稳定的钙钛矿相薄膜,制备的复合薄膜在空气中发光效果达到5个月以上,在水中发光20天以上,表现出优异的空气稳定性和耐水性。并且具有可弯折性和高透射率,可应用于柔性器件中,最后将Cs Pb Br3@PMMA复合薄膜制成WLED器件,显示出良好的白色发光性能,CIE为（0.2880,0.3173）,色温为8221 K。 （2）在室温下,利用静电纺丝技术在聚合物基质中原位生长Na+掺杂的Cs Pb I3量子点。所制备的电纺薄膜既有荧光性能,又有光催化性能,这是由于Na+离子的掺杂,减少了缺陷,表现出比未掺杂的电纺薄膜更好的空气稳定性、水稳定性和更高的发光强度。同时钠离子的存在可以提高载流子的寿命,增加外部量子点的催化活性,将Na+掺杂的电纺薄膜应用于光催化降解有机染料甲基橙,可降解约70%的甲基橙,未掺杂的电纺薄膜没有观察到催化效果。基于薄膜的荧光性能,将其应用在WLED器件中,具有良好的纯白光发射,色温为7227 K。 （3）利用Fe-ZIF-8的多孔结构,在Fe-ZIF-8材料中原位生长CsPbX3（X=Br,I）钙钛矿量子点。通过改进的热注射法,实验过程中加入适量的Fe-ZIF-8,在加入油酸铯的一瞬间,钙钛矿量子点在Fe-ZIF-8的孔隙中生长。受到孔隙的保护,钙钛矿在水中稳定发光超过10 h,空气中稳定发光超过10天,稳定性能的提高,扩大了其应用潜力。 （4）选用低成本易得到的商业硅胶作为基体来保护钙钛矿量子点,制备了不同发光颜色的钙钛矿量子点硅胶弹性体。在水中7天,可以保持原始发光强度的90%左右,在光和热中也表现出优异的稳定性能,并且拥有出色的机械性能。利用硅胶的粘黏性,提出一种直接封装LED器件的方法,该方法可以完全覆盖住灯座所发出的蓝光,不漏光,不需要进行进一步处理,比传统薄膜方法更方便快速。

关键词： 手性碳量子点   对映体   手性识别   手性分离   对映选择性吸附  

摘要： 手性是自然界中广泛存在的现象,手性有机化合物是制药行业的一个重要组成部分。在分子化学中,手性分子(称为对映体或光学异构体)是指那些具有相同的化学成分,构成彼此的镜像,但不能通过任何对称性操作来叠加的分子。对映体与生物对象的相互作用在毒性、代谢和治疗活动方面可能有很大的不同,但却具有相同的原子组成和官能团,导致它们的物理性质和化学性质基本相同,所以手性药物分离一直都是制药工业的难点。手性碳量子点(Chiral carbon quantum dots,CCQDs),是一种新型的具有发光特征的零维手性碳基纳米材料。它们具有良好的生物相容性、易于修饰和低成本等优点,在生物传感、生物成像和不对称催化等方面被广泛应用。本文合成了三种手性碳量子点,并对其形貌和结构进行了表征。分别研究了这三种手性碳量子点对手性药物的手性识别性能,以及固体手性碳纳米粒子在对映选择性吸附方面的应用进行了探究。 (1)采用一步法制备了(S)-(-)-α-甲基苄胺手性碳量子点(Ch-CD-1),(1S,2S)-(-)-1,2-二苯基乙二胺手性碳量子点(Ch-CD-2),(S)-(-)-1,1?-联-2-萘胺手性碳量子点(Ch-CD-3),并通过透射电子显微镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振光谱(NMR)和X射线光电子能谱(XPS)表征了这三种手性碳量子点的形貌和化学结构,利用紫外吸收光谱(UV)和光致发光谱(PL)研究了三种手性碳量子点的光学性能。 (2)利用核磁共振光谱法(NMR),分别探究了以上三种手性碳量子点对手性药物的手性识别性能。结果表明Ch-CD-1对普萘洛尔、阿替洛尔和奥美拉唑对映体具有优异的手性识别能力,对其他几种手性药物不具备手性识别能力;Ch-CD-2对阿替洛尔对映体具有一定手性识别能力;ChCD-3同样也只对阿替洛尔对映体展现出了手性识别能力。 (3)采用一步法制备了手性碳纳米粒子(CCNPs),并对CCNPs的形貌和化学组成进行了表征。利用固体CCNPs作为手性吸附材料,通过高效液相色谱作为分析手段,研究了CCNPs对布洛芬对映体的选择性吸附性能,并采用单因素法优化选择性吸附实验条件。结果表明CCNPs对布洛芬对映体具有良好的选择性吸附性能,对映体过量值可达47%。

关键词： 金属有机化合物气相外延(MOCVD)   应变补偿结构   局域态   快速热退火   超薄插入层  

摘要： 半导体激光器是一种小型化、高效率的光电子器件,在提高发光功率、降低阈值电流密度、提高器件工作稳定性、扩展发射波长范围等方面一直在不断完善,具有广阔的发展前景。其中,以应变InGaAs/GaAs量子阱结构作为有源区的半导体激光器应用最为广泛,并且此结构可实现更高的增益。但应变量子阱材料的生长还存在一些问题亟待解决,如在高In组分下,由原子偏析引起的团簇会导致材料内部出现局域态等。本文针对上述问题,开展了高质量InGaAs/GaAs（P）量子阱的生长研究工作,具体如下:（1）针对GaAs衬底本身存在缺陷的问题,开展了高质量GaAs缓冲层的生长优化研究。通过对衬底偏角、反应室压力等生长参数的优化,获得了在不同衬底上制备缓冲层的最佳生长条件。在0°衬底上,当反应室压力为100 mbar、生长温度为650℃时,生长200 nm缓冲层最为合适。不同偏角（2°、4°、10°）衬底的缓冲层则是500 nm时半峰宽最小,效果最好。并以此为基础进行量子阱生长研究,对InxGa1-xAs/GaAs应变量子阱进行理论模拟和实验研究,生长In组分从0.17-0.40的量子阱材料。对样品的PL光谱进行分析,发现随着In组分增加其发光光谱半峰宽加大,mapping测试的均匀性波动更大,整体晶体质量下降。测试结果还表明,随着生长速率的增加,波长发生红移,并且当生长速率增加的更多时,波长红移现象更加明显。（2）针对In0.29Ga0.71As/GaAs多量子阱的研究发现,高In组分下的外延材料中存在局域态。变温和变功率PL测试结果表明,低温下局域态的激射起主导作用。并且通过降低生长温度以及将生长后的样品进行快速热退火处理,减弱局域态对晶体的生长质量影响,提升材料的发光性能。（3）针对高应变InGaAs/GaAs量子阱材料,引入应变补偿结构GaAsP做量子垒,开展In0.29Ga0.71As/GaAs1-xPx的外延生长。在此In组分下进行改变P组分（P=0、0.16、0.25、0.34、0.39、0.49）进行补偿,最后得到P组分为0.39的样品其测试效果最佳,表面粗糙度最小。通过补偿结构的引入,很大程度上对InGaAs量子阱结构中产生的应变积累进行补偿,提高阱层可生长的最大厚度。此外,在阱层和势垒层之间插入GaAs超薄层,分析AFM等测试发现,插入层的引入能够改善材料的生长质量,降低表面粗糙度。

关键词： 电化学生物传感器   碲化镉   导电聚合物   适配体   敏化   肿瘤标志物  

摘要： 电化学生物传感器技术的发展已超五十年,由多学科交叉形成的新型技术,是生物分析技术的重要策略。电化学生物传感器设计简捷、操作方便、成本低廉且易于微型化,具有选择性好、灵敏度高、分析速度快等优势,在临床诊断、环境检测、食品安全等方面有着巨大的应用市场。构建电化学生物传感器的核心部分是生物分子识别器件和信号传感器件。通过合成的碲化镉/导电聚合物纳米材料与适配体、抗原-抗体结合,避免了反应物与待测物固有性质的改变。导电聚合物的引入,不仅提高了电活性材料导电性,更因其生物相容性好、比表面/体积大、电活性位点多等优点,显著的提高了电化学生物传感器的灵敏度和检出极限。本文构建了一类灵敏度高、检出限低、稳定性好的无标记电化学生物传感器,用于癌胚抗原、甲胎蛋白、黏蛋白、人免疫球蛋白G、细胞角蛋白19片段抗原21-1的检测。主要内容如下: 1、基于水溶性壳聚糖/聚噻吩/碲化镉纳米复合材料构建无标记的电化学生物传感器高灵敏检测癌胚抗原 利用电化学生物传感器检测癌胚抗原是一种前途较广的临床肿瘤诊断和肿瘤监测方法。然而,提高电流信号与电极材料的生物相容性的能力存在冲突,造成了生物传感器的灵敏度普遍较低。碲化镉量子点（CdTe QDs）因具有独特的量子尺寸效应和显著的光电特性,在癌胚抗原检测过程中可以通过氧化还原反应进而放大电化学信号。为此,构建一种基于原位制备的壳聚糖/聚噻吩/碲化镉（CS/PTh/CdTe）纳米复合材料修饰的玻碳电极并通过戊二醛与癌胚抗原的抗体（Ab）共价结合的免疫传感器在含KFe（CN）的磷酸缓冲溶液中用于检测癌胚抗原。结果表明,BSA/Ab/CS/PTh/CdTe/GCE电极在KFe（CN）的催化氧化作用下对癌胚抗原的检测选择性好,线性范围宽（0.0001-10000ng/mL）,灵敏度高,检测限低（40 fg/mL,S/N=3）,稳定性好,抗干扰能力强。利用循环伏安法（CV）、电化学阻抗谱（EIS）和原位红外光谱电化学法,研究了CS/PTh/CdTe/GCE电极检测癌胚抗原的机制。KFe（CN）的电化学氧化产物可以直接将碲化镉从低能态氧化为高能激发态CdTe*,使碲化镉更易于发生电子转移,从而提高生物传感器的灵敏度。所制备的电化学免疫传感器可用于实际样品的检测,在检测临床肿瘤标志物方面具有潜在的应用前景。 2、基于碲化镉/硒化镉/聚苯胺共敏化结构构建超灵敏电化学生物传感器应用于甲胎蛋白的检测 通过快速简便的方法合成了一种水溶性良好的碲化镉/硒化镉/聚苯胺（CdTe/CdSe/PANi）纳米复合材料。在聚苯胺的氧化聚合过程中,无需额外添加氧化剂,仅由NaTeO提供的氧化性即可将苯胺氧化成聚苯胺。碲化镉/硒化镉/聚苯胺纳米复合材料溶液均匀滴加在电极表面,并用EDC和NHS进行活化。活化后的材料表面羧基可与氨基功能化的甲胎蛋白特异性适配体DNA通过酰胺键相结合,构建甲胎蛋白检测的电化学适配体传感器。该传感器通过逐层吸附法将生物材料固载在电极表面,致使传感电极的空间位阻增加,抑制了电子转移速率,电化学信号强度降低。该分析方法超高灵敏度源于以下两个方面:首先,碲化镉与硒化镉形成多敏化和共敏化结构可以最大限度地加快电极与电活性物质之间的电荷转移过程,显著促进电子转移效率,电化学信号强度增强。其次,KFe（CN）的电催化氧化作用,使CdTe/CdSe从低能态转变为高能激发态CdTe*/CdSe*,降低了反应的活化能,高能激发态CdTe*/CdSe*更容易被氧化,加速了电子的转移速率。在最优条件下,甲胎蛋白浓度的对数与电化学信号强度在0.001-10000 ng/mL范围内呈现良好的线性关系,检出限为0.5 pg/mL。制备的电化学传感器灵敏度高,检出限低,选择性好和抗干扰能力强。用于人体血清中甲胎蛋白含量测定,获得可接受的结果,表明该方法在临床检测等方面的检测分析中具有潜在应用价值。 3、基于碲化镉/聚吡咯纳米复合材料的电化学生物传感器应用于黏蛋白的高灵敏检测 基于导电聚合物聚吡咯和碲化镉量子点构建了一种具有高选择性和高灵敏度的电化学生物传感器用于黏蛋白检测。以二氧化碲为吡咯氧化剂,硼氢化钠为启动子,通过原位催化氧化聚合生成水溶性碲化镉/聚吡咯纳米复合材料。基于连续离子层吸附法,首先,将碲化镉/聚吡咯纳米复合材料溶液修饰在玻碳电极表面,待自然晾干后将捕捉链（cap-DNA）孵育在基底材料碲化镉/聚吡咯表面并用6-巯基己醇封闭电极,避免非特异性吸附位点的暴露。随后,引入含碲化镉量子点的信号链（sig-DNA-CdTe,黏蛋白适配体）与cap-DNA杂交。此时,信号链上碲化镉量子点作为信号放大元件,并与基底材料碲化镉/聚吡咯形成共敏化结构,增强了响应电流信号强度,提高了电化学适配体传感器的灵敏度。分析表明,黏蛋白的检测是基于信号放大元

关键词： 量子速度极限   量子输运   单量子点系统   耗散环境  

摘要： 单量子点具有操作性强、易制备等优点,可以作为构建量子计算机基本单元的重要候选器件之一,由于量子计算机的运行效率与信息传输的速度密不可分,而量子态演化的速度是涉及量子信息传输领域的主要问题之一,因而我们选择了具有独特量子效应的量子点作为研究量子态演化的模型。量子速度极限定义了量子体系从初态演化到末态所需要的最短时间,但量子点输运系统的信息传输速度会受到外界环境诱导产生变化,如何尽可能削弱外界环境对信息传输速度的影响是当前提高量子信息传递效率的迫切设想。基于提升系统演化速度这一目标,我们开展了单量子点输运系统在不同环境条件下态演化的量子速度极限研究工作。我们分别在耗散与纯退相环境下基于量子点输运理论推导了系统约化密度矩阵,并选取Bures角度量的方法量化了初末态之间的测地距离,推导出输运量子系统在耗散环境与纯退相环境的可加速能力表达式,得出初始纯态与初始混合态下量子速度极限时间随驱动时间的变化,分析了体系输运过程中左右两侧隧穿概率、驰豫速率、退相干速率与能级差等物理参量对量子速度极限时间的影响。在耗散环境中研究结果表明:由于隧穿过程存在库仑阻塞效应与量子相干效应,系统可加速能力随左侧隧穿概率有微小的变化:然而,系统可加速能力随右侧隧穿概率变化明显,归因于动力学通道阻塞与共隧穿的共同效应。能级差的增大使系统向目标态演化需要更长的时间,从而改变系统的加速潜力以及随时间演化的震荡频率。弛豫速率对系统可加速能力的影响不是单调的,存在一个有趣的转折点,当弛豫速率小于该点时,系统的可加速能力产生震荡变化,当弛豫速率大于该点时,加速潜力的变化受到了弛豫速率的单调抑制,弛豫速率的增大总体上抑制了系统的可加速能力。在纯退相环境中,左侧隧穿概率的变化对体系可加速能力的促进作用比耗散环境下更加显著;可加速能力随着右侧隧穿概率的增大相比耗散环境得出的促进作用在纯退相环境下表现出相反的抑制作用;纯退相速率的增加减弱了量子系统可加速的空间归咎于系统的非平衡特性;能级差的增加会导致系统演化偏离测地路径进而增大了量子系统的可加速能力。本文的创新之处在于将量子速度极限理论引入到量子点系统输运模型,推导了单量子点输运系统的密度矩阵与体系的可加速能力表达式,分析了耗散与纯退相环境下输运体系的动力学,讨论了隧穿概率、弛豫速率、能级差等物理参量对态演化可加速能力的作用效果,对实现量子信息中态演化的研究提供了理论参考。本论文共分为五个章节,第一章重点介绍了量子速度极限的研究背景与现状以及单量子点体系输运过程中的物理效应;第二章对量子速度极限边界从封闭体系发展到开放体系的过程进行了研究,同时给出基于绝对值不等式推导的量子速度几何边界。第三章在耗散环境下首先推导了量子输运体系的密度矩阵表达式,随后分别对单量子点输运系统密度矩阵动力学与体系的可加速能力展开分析;第四章将外界环境换到纯退相环境下讨论了纯退相速率、隧穿概率等参量对体系可加速能力的影响;第五章是对本文工作的总结与对未来工作的展望。

关键词： SnSe   二维铁电   存算一体   DFT  

摘要： 存算一体(存内计算)的架构可以实现计算与存储的融合,这突破了冯·诺依曼架构下“功耗墙”和“存储墙”的制约。铁电忆阻器具有高速率、低功耗、非易失、可控制极化状态等特点,可在单个计算单元中同时实现计算和存储。同时,二维器件具备小型化和易于调控等特点。因此,二维铁电忆阻器获得了研究者越来越多的关注和期待。研究者发现二维In2Se3材料兼具面内和面外铁电极化,并据此设计出了电子器件。二维SnSe、二维SnTe等二维铁电半导体被研究者预测具备面内铁电极化并在实验上被成功制备。由于兼具半导体带隙和非易失的铁电极性,二维SnSe材料被认为是新一代存储计算器件的潜力载体。为了探索二维SnSe材料在存算一体化上的潜力,我们基于第一性原理计算研究了二维SnSe材料的电子特性和铁电性;设计了二维铁电半导体结,并模拟了器件的输运性能;设计了一种基于SnSe材料的计算阵列。主要取得以下研究成果:(1)证实了二维SnSe材料是一种具备1.53 eV间接带隙的半导体材料,存在着面内铁电极化,极化方向沿着扶手椅方向。(2)设计了一种以SnSe为沟道、石墨烯为电极的二维铁电半导体结,发现SnSe的面内铁电性使得其与石墨烯组成的界面电子结构具有方向依赖性,相应器件在未掺杂的前提下呈现出了天然的正负电压下不对称的输出特性曲线。该器件在-0.9 V和+0.9 V的外加偏置电压下分别表现出248 A/m和10 A/m的电流密度。(3)在计算阵列设计上,我们通过偏置电压对SnSe的面内极化进行设定,由两个SnSe铁电忆阻器构成的计算单元可进一步实现OR、NAND和XNOR等不同的逻辑计算功能,并可据此实现半加器等逻辑功能。相较于传统门电路,该基于SnSe材料的计算阵列实现同样功能所需要的晶体管或忆阻器的数量显著下降。我们的研究为利用二维铁电半导体实现存算一体化提供了 一种新的思路。

关键词： 二氧化锰量子点   复合材料   唾液酸   多巴胺   抗坏血酸  

摘要： 二氧化锰纳米片(MnO NS)因制备简单、比表面积大、氧化降解能力强、纳米酶活性多样、生物相容性好等优点而受到广泛关注。在构建荧光传感器时,MnO NS不能自发光,需要与荧光材料相结合,同时,MnO NS的氧化能力会严重影响荧光传感器的性能。通过筛选具有选择性识别的稳定剂,分别发展了半胱氨酸、3-氨基苯硼酸功能化MnO QDs,以及量子点和羟基氧化钴纳米片复合的合成方法,提高了荧光量子产率和检测的选择性。将合成的量子点及其复合材料应用于血样中唾液酸、多巴胺、抗坏血酸的检测,获得了较高的回收率。本论文的主要研究内容如下:1.为了提高量子点的荧光量子产率,通过筛选,选择半胱氨酸(Cys)为量子点合成的稳定剂和功能基团,一锅法制备了Cys-MnO QDs,用于SA的检测。Cys-MnO QDs荧光探针的荧光强度随着SA浓度的升高而不断降低,检出限(LOD)为1.56μM,在2～300μM的线性范围内具有较好的线性相关性。将该探针用于人体血清中SA含量的检测,其相对标准偏差小于3.47%,加标回收率为98.7%-103.5%。2.为了实现量子点的选择性识别,以3-氨基苯硼酸(APBA)作为稳定剂和功能化配体,采用一步法超声制备了3-氨基苯硼酸功能化的二氧化锰量子点(APBA-MnO QDs)。基于硼酸基团与多巴胺(DA)的顺式二羟基具有特异性反应的特点,将该材料应用于DA的检测。APBA-MnO QDs荧光探针的荧光强度随着DA浓度的升高而不断降低,检出限为2.01μM,在3～1000μM的线性范围内具有较好的线性相关性。将该探针用于人体血清中DA含量的检测,其相对标准偏差小于3.58%,加标回收率为98.6%-103.6%。3.以牛血清白蛋白(BSA)作为稳定剂和功能化配体,采用一步法制备了牛血清白蛋白功能化的二氧化锰量子点(BSA-MnO QDs),同时采用传统方法制备了羟基氧化钴纳米片(Co OOH)。基于Co OOH可以猝灭BSA-MnO QDs的荧光,加入抗坏血酸(AA)后荧光恢复的特点,建立了AA的传感检测的新方法。BSA-MnO QDs-Co OOH荧光传感平台的荧光强度随着AA浓度的升高而不断升高,检出限为1.33μM,在3-100μM的线性范围内具有较好的线性相关性。将该探针用于人体血清中AA含量的检测,其相对标准偏差小于2.77%,加标回收率为97.8%-103.7%。

关键词： 钙钛矿量子点   异质结构   Cs2ZnBr4   CsPb2Br5  

摘要： 钙钛矿CsPbX3（X=Cl,Br,I）量子点因其半峰宽窄、全光谱可调谐和量子效率高等优点受到广泛关注。新兴的金属卤化物具有优异的光学特性。通过构筑钙钛矿量子点-金属卤化物异质结构可以实现其均匀结合,兼具二者的优势,有利于进一步拓展钙钛矿量子点的应用。然而,由于钙钛矿量子点和金属卤化物具有较强的离子特性,设计和合成其异质结构面临挑战。本论文选取两种金属卤化物Cs2Zn Br4和Cs Pb2Br5,通过与CsPbBr3量子点构筑异质结构,研究所得复合发光材料的物相结构、光谱性质,并探索其在色转换LED器件中的应用。主要内容如下: （1）研究了CsPbBr3量子点-Cs2Zn Br4复合发光材料的制备及发光性能。一方面通过超声辅助后处理法制备了内嵌式微米尺寸异质结构CsPbBr3/Cs2Zn Br4复合发光材料,研究了其物相结构、光谱性质和异质结构的组合方式。另一方面,采用热注入法制备内嵌式纳米尺寸异质结构CsPbBr3/Cs2Zn Br4复合发光材料,研究了其物相结构、光谱性质,且所得纳米级CsPbBr3/Cs2Zn Br4样品的发光强度及稳定性较CsPbBr3量子点有所提升,将其与商用红粉KSF(K2Si F6:Mn4+)和460nm蓝光芯片结合,所得LED器件色域可达128%NTSC。 （2）研究了CsPbBr3量子点-Cs Pb2Br5复合发光材料的制备及发光性能。分别通过饱和溶液沉淀法与热注入法制备了内嵌式微米尺寸与纳米尺寸异质结构CsPbBr3/Cs Pb2Br5复合发光材料。探究了反应条件对复合发光材料物相结构和发光性能的影响。所得样品的发光强度及稳定性较CsPbBr3量子点有所提升,尤其水稳定性提升明显。将该样品与商用红粉KSF和460 nm蓝光芯片结合,所得LED器件色域可达128%NTSC。

关键词： Wigner函数   手征磁效应   手征涡旋效应   手征动理学   量子输运  

摘要： 夸克胶子等离子体作为一种由强相互作用占主导的新的物质形态在近些年来受到了广泛的研究。与质子中子不同,夸克胶子等离子体中的夸克和胶子解除了色禁闭,可以在其中自由的运动,实验中夸克胶子等离子体展现出了强耦合流体的性质。在粒子物理中我们通过重离子对撞产生夸克胶子等离子体,当前主要有两个实验装置,位于美国的相对论重离子对撞机(RHIC)和位于欧洲的大型强子对撞机(LHC)。在重离子对撞中,如果是非对心碰撞,产生的夸克胶子等离子体就可以带有一个垂直于反应平面的很大轨道角动量,高速运动的重离子还会在周围产生同样垂直于反应平面的强磁场。正是有着如此大的角动量和磁场,人们可以借此观测到一些反常的量子输运现象,典型的例子就是手征磁效应和手征涡旋效应。手征磁效应和手征涡旋效应来源于手征反常,在夸克胶子等离子中表现为对矢量流的一阶量子修正。要计算这些手征效应,其中一种途径是计算包含有量子修正的手征流。Wigner函数方法可以较为方便的计算出流和能动量张量,选用Wigner函数计算这些手征效应是当前理论工作中的最重要的方法之一。本文介绍了自旋1/2粒子的Wigner函数的定义和Wigner方程的推导。回顾了如何用Cilfford代数将4 × 4矩阵组成的Wigner方程分解。为了得到手征费米子体系的流和能动量张量,我们把夸克的质量设为零,在此情形下Wigner函数和Wigner方程大大化简。我们对Wigner方程使用了半经典展开,通过迭代的方法求解热平衡时的Wigner方程。在零阶也就是经典情况下,我们通过Wigner方程求得了热平衡时的约束条件。在一阶情况下,我们得到了手征磁效应和手征涡旋效应以及其它一阶手征效应的表达式,同时还计算出了一阶的能动量张量,这与已有的结果相符。在此基础上,我们把迭代过程从一阶推广到二阶,得到了平衡态下的二阶Wigner函数的特解,从而积分得到二阶流和能动量张量。我们得到了电磁场张量的二阶项、涡旋张量的二阶项以及电磁场和涡旋之间的二阶耦合项。尤其在二阶的流中我们得到了磁场和涡旋耦合的项,以及垂直于电场和磁场的Hall流。在对纯电磁场部分的能动量张量积分过程中,出现了紫外发散,通过维数正规化方法去除紫外发散得到了能动量张量的迹反常。我们还在Wigner函数框架下讨论了平衡态下二阶Wigner函数的一般解。在用Wigner函数得到的流和能动量张量都是自动满足流守恒和能动量守恒的。我们也可以用流守恒和能动量守恒对流和能动量张量的输运系数进行一般性的约束。运用电荷、宇称和时间反演守恒按h的阶数构造出流和能动量张量的一般形式。守恒律中我们选取了能动量守恒,流守恒,手征反常和迹反常所代表的公式。在系统达到了热平衡的条件下,依靠热平衡带来的约束条件和守恒律对应的等式,推导出了二阶流和能动量张量中的手征输运系数满足的一般约束方程。当系统不处于平衡态时,我们需要手征动理学方程,当我们要研究一阶手征效应时,我们需要一阶手征动理学方程,当我们要研究二阶手征效应时,我们需要二阶手征动理学方程。我们用Wigner函数方法,在半经典展开方案下,得到了七维相空间下的二阶手征动理学方程。我们分析了不同参考系下二阶分布函数的变换规则,在热平衡时,我们的二阶手征动理学方程可以得到与前面相同的结果。