检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2024年第11期73卷 280-287页

作者：张冷沈宇皓汤朝阳吴孔平张鹏展刘飞侯纪伟金陵科技学院电子信息工程学院南京211169 南京大学物理学院固体微结构国家实验室南京210093 南京工业大学数理科学学院南京211816

硒化锑(Sb_(2)Se_(3))是一种物相简单、元素丰富、经济友好的太阳电池吸收层材料,具有广阔的应用前景.然而,Sb_(2)Se_(3)较弱的导电性成为了限制电池器件性能的重要因素.迁移率是材料与器件的重要电学参数,应变可以改变载流子迁移率,因... 详细信息

硒化锑(Sb_(2)Se_(3))是一种物相简单、元素丰富、经济友好的太阳电池吸收层材料,具有广阔的应用前景.然而,Sb_(2)Se_(3)较弱的导电性成为了限制电池器件性能的重要因素.迁移率是材料与器件的重要电学参数,应变可以改变载流子迁移率,因此,研究应变对Sb_(2)Se_(3)的载流子迁移率特性影响具有实际意义.本文通过密度泛函理论和形变势理论,系统研究了单轴应变对Sb_(2)Se_(3)能带结构、禁带宽度、等能面、有效质量的影响,分析了沿着x,y,z方向的三种单轴应变对载流子沿着x,y,z方向的迁移率μx,μy,μz的影响.研究发现,对于无应变的Sb_(2)Se_(3),μx远大于μy和μz,实验上应该将x方向作为Sb_(2)Se_(3)的特定生长方向(即内建电场方向).综合应变对带隙、等能面、分态密度及迁移率的影响,本研究认为当应变沿着y轴方向,且压应变为3%的时候,能获得最佳性能的Sb_(2)Se_(3)太阳电池吸收层材料.

关键词： Sb_(2)Se_(3) 迁移率形变势应变工程

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拓扑绝缘体中量子霍尔效应的研究进展

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物理学报 2023年第17期72卷 41-51页

作者：张帅宋凤麒南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093

三维拓扑绝缘体因其独特的物性备受研究人员关注,而拓扑表面态的输运是探索其新奇物性的重要手段.其中,拓扑表面态的量子霍尔效应则是拓扑绝缘体输运研究的一个重要内容.本文简要回顾了拓扑绝缘体中量子霍尔效应的实现与发展.比较了拓... 详细信息

三维拓扑绝缘体因其独特的物性备受研究人员关注,而拓扑表面态的输运是探索其新奇物性的重要手段.其中,拓扑表面态的量子霍尔效应则是拓扑绝缘体输运研究的一个重要内容.本文简要回顾了拓扑绝缘体中量子霍尔效应的实现与发展.比较了拓扑表面态量子霍尔效应与其他体系的差别,讨论了其材料体系的发展,并介绍了其中的标度律行为.之后详细回顾了实验上对拓扑表面态量子霍尔效应磁性近邻与栅压调控等方面的研究.最后,展望了拓扑绝缘体中量子霍尔态的研究前景,希望能促进拓扑绝缘体的应用.

关键词：量子霍尔效应拓扑绝缘体狄拉克费米子

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利用隧道桥屏蔽结构抑制超导量子电路中的串扰

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南京大学学报(自然科学版) 2024年第5期60卷 707-714页

作者：唐子崴兰栋于扬南京大学物理学院南京210093 固体微结构物理国家重点实验室南京大学南京210093 合肥国家实验室合肥230088

超导量子电路是实现通用量子计算的主流方案之一,随着芯片集成度的不断提高,电路设计面临复杂布线和串扰的难题.为了对芯片上的串扰信号进行抑制,参考同轴线的电磁屏蔽原理,人们提出一种覆盖于共面波导的片上结构,称为隧道桥.利用有限... 详细信息

超导量子电路是实现通用量子计算的主流方案之一,随着芯片集成度的不断提高,电路设计面临复杂布线和串扰的难题.为了对芯片上的串扰信号进行抑制,参考同轴线的电磁屏蔽原理,人们提出一种覆盖于共面波导的片上结构,称为隧道桥.利用有限元法对加入隧道桥的芯片电路进行仿真,得到最佳阻抗匹配的设计参数.对芯片串扰的仿真结果显示,和普通的共面波导相比,隧道桥的加入对于倒装焊形式芯片间的垂直方向电场有三个数量级的屏蔽效果,而对于平面形式单芯片,能减小微波驱动线之间的串扰约16 dB,对直流偏置线引起的串扰电流能减小约70%,比传统空气桥方案改进了40%.此外,还研究了隧道桥微制造工艺流程,实现了稳定的样品制备工艺.隧道桥结构具有显著的串扰抑制效果,在规模化超导量子比特芯片中具有广泛的应用前景.

关键词：超导量子比特共面波导串扰有限元仿真

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基于形变势理论的掺杂计算Sb_(2)Se_(3)空穴迁移率

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物理学报 2024年第4期73卷 256-262页

作者：张冷张鹏展刘飞李方政罗毅侯纪伟吴孔平南京大学物理学院固体微结构国家实验室南京210093 金陵科技学院电子信息工程学院南京211169 南京工业大学数理科学学院南京211816

硒化锑(Sb_(2)Se_(3))是一种元素丰富、经济且无毒的太阳电池吸收层材料.太阳电池的性能在很大程度上取决于载流子的传输特性,然而在Sb_(2)Se_(3)中,这些特性尚未得到很好的理解.通过密度泛函理论和形变势理论,本文对纯Sb_(2)Se_(3)以... 详细信息

硒化锑(Sb_(2)Se_(3))是一种元素丰富、经济且无毒的太阳电池吸收层材料.太阳电池的性能在很大程度上取决于载流子的传输特性,然而在Sb_(2)Se_(3)中,这些特性尚未得到很好的理解.通过密度泛函理论和形变势理论,本文对纯Sb_(2)Se_(3)以及掺杂了As,Bi的Sb_(2)Se_(3)的空穴传输特性进行研究,计算并分析了影响迁移率的3个关键参数:有效质量、形变势和弹性常数.结果显示,有效质量对迁移率具有最大影响,掺杂Bi的Sb_(2)Se_(3)表现出最高的平均迁移率.同时发现,Sb_(2)Se_(3)的空穴迁移率呈现出明显的各向异性,其中x方向的迁移率远高于y,z方向,这应该与x方向的原子主要以较强的共价键连接,而y,z方向以较弱的范德瓦耳斯力连接有关.载流子传输能力强的方向有助于有效传输和收集光生载流子,本研究从理论上强调了控制Sb_(2)Se_(3)沿特定方向生长的重要性.

关键词： Sb_(2)Se_(3) 迁移率形变势掺杂

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基于合成维度拓扑外尔点的波长选择热辐射超构表面

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物理学报 2024年第11期73卷 1-10页

作者：赖镇鑫张也仲帆王强肖彦玲祝世宁刘辉南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093 东南大学物理学院南京211189

黑体辐射通常具有覆盖整个红外波长范围的宽带光谱,导致红外波段的大部分能量不能有效利用,降低了辐射效率.近年来,具有二维亚波长人工纳米结构的超构表面因其在调节光学特性方面的灵活性而得到广泛研究,这为调控热辐射提供了一个理想... 详细信息

黑体辐射通常具有覆盖整个红外波长范围的宽带光谱,导致红外波段的大部分能量不能有效利用,降低了辐射效率.近年来,具有二维亚波长人工纳米结构的超构表面因其在调节光学特性方面的灵活性而得到广泛研究,这为调控热辐射提供了一个理想的平台.在超构表面中,采用合成维度方法为热辐射的精细调控开辟了新路径,尤其突显了超越传统三维体系的物理特性和丰富的拓扑物理.相比于在三维系统中探索物理现象,研究一维或二维系统更为可行和高效.合成维度的方法通过引入系统的结构或物理参数,为操控光子系统中的内在自由度提供了可能性.本文研究了利用合成维度方法实现波长选择热辐射.首先在超晶格模型中构建合成拓扑外尔点,通过角分辨热辐射谱(ARTES)对合成外尔锥进行实验表征,在实现了合理的波长选择热辐射的同时能够尽可能地抑制其他波长的辐射,对于实际的红外应用,如热光伏和热管理装置,是必不可少的.

关键词：热辐射超表面超晶格合成维度

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铌酸锂混合集成波导非线性太赫兹源

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光学学报 2024年第21期44卷 226-233页

作者：王能宇薛飞鸿马晓飞盛冲肖彦玲祝世宁刘辉南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心江苏南京210093

理论设计了光波-太赫兹波混合波导,构建了一种室温、连续、高效、集成化、低噪声、易于调制的相干太赫兹源。该混合波导由铌酸锂退火质子交换波导与金属超晶格波导混合集成,近红外通信波段的信号光和泵浦光在退火质子交换铌酸锂波导中传... 详细信息

理论设计了光波-太赫兹波混合波导,构建了一种室温、连续、高效、集成化、低噪声、易于调制的相干太赫兹源。该混合波导由铌酸锂退火质子交换波导与金属超晶格波导混合集成,近红外通信波段的信号光和泵浦光在退火质子交换铌酸锂波导中传播,通过非线性差频产生0.379 THz的太赫兹波,所产生的太赫兹波通过金属超晶格波导传输。通过优化金属超晶格太赫兹波导的结构参数,理论上实现了准相位匹配,提高了太赫兹波的群折射率,从而通过慢光效应进一步增强非线性效应,理论非线性转换效率可达3.6×10^(-7) W-1。同时,所设计的混合集成波导结构也可用于其他非线性光学器件中。

关键词：铌酸锂波导超材料差频太赫兹

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自旋简并节线半金属中表面态诱导的自旋相关散射

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物理学报 2023年第17期72卷 96-103页

作者：刘力硕陈伟南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093

拓扑节线半金属指的是电子的导带和价带在倒空间相交于一维的环或者线,其体能带拓扑体现在节线携带π的贝里相位.根据体边对应原理,在系统边界存在色散较弱的表面态,由节线在表面布里渊区的投影所包围,称为鼓面态.大部分节线半金属中,自... 详细信息

拓扑节线半金属指的是电子的导带和价带在倒空间相交于一维的环或者线,其体能带拓扑体现在节线携带π的贝里相位.根据体边对应原理,在系统边界存在色散较弱的表面态,由节线在表面布里渊区的投影所包围,称为鼓面态.大部分节线半金属中,自旋-轨道耦合效应较弱,因此在单粒子图像下表面态不存在自旋构型.与此同时,鼓面态特有的弱散射也使得其中的电子间相互作用效应变得显著,并诱发铁磁失稳使得自旋简并的表面态发生自旋劈裂.本文考虑自旋简并的节线半金属中铁磁表面态导致的自旋相关散射,发现自旋劈裂的两个鼓面态均会导致共振的自旋翻转反射,该物理过程体现为自旋电导谱中的双峰结构.具体地,分别用散射矩阵和格林函数理论处理了普通金属和节线半金属异质结中表面态导致的散射问题,得到一致的结论.本文的工作指出了自旋简并节线半金属表面态依旧可以导致自旋相关输运,这为其输运探测和在自旋电子中的应用提供了新的思路.

关键词：节线半金属鼓面态自旋相关输运

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Mo掺杂二维VS_(2)吸附有毒气体的理论研究

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物理学报 2024年第1期73卷 131-139页

作者：王雪冰唐春梅谢梓涵俞瑞严杰蒋承乐河海大学力学与工程科学学院南京210098 河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室南京210098 南京大学固体微结构物理国家重点实验室南京210093

NO_(2)、NH_(3)、芥子气和沙林是具有代表性的化学毒剂,它们扩散快毒性强,因此实现学术界和工业界对它们的快速检测极为重要.本文使用密度泛函理论研究发现过渡金属Mo原子可以稳定掺杂在二维VS_(2)结构中的S空位上,且掺杂结构与NO_(2)、... 详细信息

NO_(2)、NH_(3)、芥子气和沙林是具有代表性的化学毒剂,它们扩散快毒性强,因此实现学术界和工业界对它们的快速检测极为重要.本文使用密度泛函理论研究发现过渡金属Mo原子可以稳定掺杂在二维VS_(2)结构中的S空位上,且掺杂结构与NO_(2)、NH_(3)、沙林和芥子气之间具有较强的相互作用,进一步影响VS_(2)对NO_(2)、NH_(3)、沙林和芥子气的气敏性.本文通过吸附能、吸附距离、Mulliken电荷,差分电荷密度,能带图与态密度分析等进一步揭示了影响机理,并依据电导率、能带等计算结果对4种气体进行区分.因此Mo原子掺杂的VS_(2)结构可以有效吸附有毒气体,该研究可以为实验研究者提供充足的理论依据.

关键词： VS_(2) 密度泛函掺杂气敏机理

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基于有机光电突触晶体管的储池计算网络

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中国科学：化学 2024年第4期54卷 645-653页

作者：杜晓松顾健晖彭立超孙金瑞姜赛李昀常州大学微电子与控制工程学院常州213164 南京微结构国家实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京大学电子科学与工程学院南京210093

随着人工智能技术的快速发展,兼具高能效智能感知和计算的光电神经形态受到了广泛的关注.为了增强神经形态器件对不同应用场景的普适性,构建突触塑性能够灵活可调制的神经形态器件和电路至关重要.本文设计了一种基于非对称电极结构的有... 详细信息

随着人工智能技术的快速发展,兼具高能效智能感知和计算的光电神经形态受到了广泛的关注.为了增强神经形态器件对不同应用场景的普适性,构建突触塑性能够灵活可调制的神经形态器件和电路至关重要.本文设计了一种基于非对称电极结构的有机突触晶体管,并利用液相制备的大面积有机超薄半导体作为光感知和计算材料.该光电突触晶体管表现出典型的光刺激后突触电流(excitatory postsynaptic potential,EPSC)、双脉冲易化(paired-pulse facilitation,PPF)和脉冲强度依赖塑性(spike-amplitude-dependent plasticity,SADP),可以实现高能效的图像降噪预处理.为了进一步满足储池计算对于突触塑性可调性和网络非线性的要求,我们制备有机n型晶体管,设计了一个基于p型和n型晶体管的突触模拟电路.该突触电路可实现从短程塑性(short-term synaptic plasticity,STP)到长程塑性(long-term synaptic plasticity,LTP)的高度可调性,以及可配置的双脉冲易化特性,显著增强了突触晶体管的电流非线性度.基于有机突触模拟电路,我们构建了降噪预处理融合的储池计算系统,该储池神经网络对于去噪后的MNIST手写数据集表现出85%的识别准确率.此工作表明,有机光电突触晶体管有效的降噪功能和突触模拟电路的灵活调制能力对实现多模态、多尺度、高准确率和低功耗神经网络具有重要的意义.

关键词：有机突触晶体管突触模拟电路高可调性 PPF 光电多模态储池计算

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光量子态的空域调控(特邀)

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光学学报 2024年第10期44卷 151-170页

作者：刘志峰黄双印陈超任志成汪喜林王慧田南京大学固体微结构物理国家重点实验室南京大学物理学院江苏南京210093 人工微结构科学与技术协同创新中心江苏南京210093

从单光子的线性空域调控出发,依次阐述单光子空域编码与转换、双光子纠缠态的制备与测量、多光子的高维空域纠缠态的制备及其在量子信息中的应用。主要围绕多自由度操控和高维量子信息转换,从制备、编码、测量和应用等方面概述空域光量... 详细信息

从单光子的线性空域调控出发,依次阐述单光子空域编码与转换、双光子纠缠态的制备与测量、多光子的高维空域纠缠态的制备及其在量子信息中的应用。主要围绕多自由度操控和高维量子信息转换,从制备、编码、测量和应用等方面概述空域光量子态的研究进展。同时探讨了一些关键问题的可能解决方案。

关键词：量子光学量子信息量子纠缠高维量子纠缠多自由度纠缠

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