【摘要】自碳纳米管被发现以来，它就以优异的电学及力学性能引起了物理、化学及材料等领域学者的广泛关注，成为制备纳米电子器件的理想材料之一。作为在低维度探究新型量子现象的特殊材料，它们可以大量生产并且可以塑造成不同的几何结构，展现出多样的物理性质。此外，单壁碳纳米管的物理特性均由其半径和手性决定，但碳管中的缺陷和杂质可使其特性发生变化。自1993年Ajayan和Iijima率先得到了填充有Pb的多壁碳 […]

【摘要】团簇属于一种特殊的物质状态，本身具有很多奇特的性质。因此，它在化学工程、材料工程、信息工程、能源、生物以及医药等方面有着极其广泛的应用前景。其中量子点团簇因其自身的量子效应，而展现了独特的光学特性，它的表面具有较高的化学活性，不但能够引起结构的形变，而且也能引起紫外可见光吸收谱的变化；另外，相比于其它金属团簇，金纳米团簇具有强的抗氧性、优越的生物相容性、高密度和更好的光电特性，因此以金壳为 […]

【摘要】由自然界中分布广泛的碳元素构成的各种纳米结构,譬如富勒烯和碳纳米管,由于其具有很多独特和优异的性质,一直是纳米材料和技术研究的热点之一。特别是在04年,单原子层石墨晶体薄膜即石墨烯的成功制备,更是激起了科学界巨大的研究热情。这种新型材料具有严格的二维结构,蕴涵着许多新奇的物理特性并具有极大的发展潜力。这促使科研人员期望能从各个方面全面彻底地探究石墨烯材料所具有的性质,并能够实际应用到更多的 […]

【摘要】拓扑绝缘体是一种完全不同于传统金属与绝缘体的新型量子物态,其体电子态是有能隙的绝缘体,而表面/边缘是无能隙的金属态,而且这种无能隙的表面/边缘态受到时间反演对称性的保护.这完全是由材料本身的自旋-轨道耦合作用导致能带反转引起的.拓扑绝缘体的独特性质使其迅速成为近年来凝聚态物理研究领域的一个热点.本论文在弹道输运理论框架下,采用传输矩阵方法以及Landaur-Biittiker公式,研究拓扑 […]

【摘要】太赫兹（THz）波，又称为远红外波或亚毫米波，是处于微波与红外波之间的电磁波。近年来随着太赫兹技术的不断发展，太赫兹科学逐渐在通信、成像、安全等领域呈现出非常广阔的应用前景。太赫兹的不断发展为人们研究光与物质相互作用提供了有效地工具。磁有序材料的超快动力学研究已经成为材料物理研究的热点，促进了自旋电子学的发展。本论文基于太赫兹时域光谱技术，选取钙钛矿、磁铅石以及纤锌矿三种不同类型的磁有序材 […]

【摘要】在近年来的高科技产业的发展中,碳、硅材料在高科技产业及凝聚态物理学的基础研究中扮演着重要的角色,研究人员一直致力于对新型的含碳和含硅的先进材料进行研究,尤其是硅的半导体特性和碳的低维纳米材料更是材料学和物理学研究的热点。如何使它们能在例如分子筛、光电器件、新型太阳能电池、纳米电子器件、自旋电子学器件、光催化剂和航天航空材料等领域得到广泛的应用是我们所关心的重点。本文基于第一性原理的计算,通 […]

【摘要】随着现代科学技术的迅速发展,电子器件的尺寸已经可以减小到纳米量级。在这些纳米器件中,量子效应变得非常显著,这使得它们有很多独特的性能,并在多个领域有广泛的应用前景,因此吸引很多研究者的兴趣。人们发现,在这些小尺寸系统中,利用自旋自由度传输信号比电荷更有优势,因为自旋的退相干时间比较长,能耗较低。与自旋相类似的是新兴碳基材料碳单层*中的谷自由度,利用谷来传输信号也能保持一段很长的距离。在本论 […]

【摘要】在过去的几年里,六角蜂巢结构如单层石墨和硅烯已经成为凝聚态物理研究的热门材料。与传统的材料不同,在这些材料中,费米能级附近电子的色散关系呈线性变化,电子用相对论的狄拉克方程来描述。考虑边界影响的单层石墨纳米条带具有准一维的几何结构和独特的电学、磁学性质,有望成为下一代纳米电子学材料和自旋电子学器件的候选者。因此研究这种准一维材料中的电子能带结构和输运性质,对下一代纳米电子学器件的研发具有重 […]

【摘要】本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，以单层和双层二硫化钼（MoS2）为研究对象，系统研究了类石墨烯MoS2表面吸附和层间掺杂过渡金属原子后系统的结构、电子性质和磁性行为，为类石墨烯MoS2在自旋电子器件方面的潜在应用提供理论基础。同时我们还探讨了单层MoS2在六角氮化硼（h-BN）调制作用下能带结构发生的变化，研究结果表明不同层数的h-BN能够对单层MoS2提供不同的晶格应变从而 […]

【摘要】在信息大爆炸的当今,信息技术正以摩尔定律快速向前发展：集成电路上可容纳的晶体管数目约每隔18个月便会增加一倍,而且性能提高一倍。然而随着器件尺寸的减小和集成化的提高,电子的量子效应使半导体器件越来越接近其物理极限。为了突破摩尔定律瓶颈,自旋电子学应运而起：同时调控电子的电荷和自旋两种属性,引入全新的信息存储和处理模式,使得自旋电子器件相对于传统半导体器件具有运算速度更快、器件尺寸更小、能耗 […]