钙钛矿锰氧化物La1–xSrxMnO3 (LSMO)作为一种代表性庞磁阻材料, 在磁传感器等领域具有广阔的应用前景, 但在低磁场和室温下很难获得显著的庞磁阻效应。 为提高LSMO磁电阻效应和转变温度, 本研究采用传统固相反应法制备了La0.8Sr0.2Mn1–xAlxO3 (0≤x≤0.25)(LSMAO)多晶样品, 并系统分析了Al3+掺杂对LSMO电输运性质和磁电阻效应的影响。X射线衍射(XRD)图谱表明LSMAO样品具有单一的菱方结构, 属于$\text{R}\bar{3}\text{C}$空间群。电输运性质研究发现, 样品的电阻率随Al3+的掺杂呈指数型上升, 且外加磁场使金属-绝缘体转变温度有所提高。这可能是由于Al3+稀释了Mn3+/Mn4+离子网络, 在减少载流子数量的同时增加了磁无序。此外, LSMAO陶瓷的导电机理随Al3+的掺杂从小极化子模型(Small polaron hopping model, SPH)转变成变程跳跃模型(Variable range hopping model, VRH), 说明非磁性的Al3+抑制了铁磁团簇间的载流子交换, 使得小极化子热激活近邻跃迁过程被抑制。LSMAO的磁电阻效应从21.03% (x=0)增大到59.71% (x=0.25), 证明Al3+掺杂可有效增强LSMAO的磁电阻效应。
电输运 小极化子模型 变程跳跃模型 磁电阻效应 electrical transport small polaron hopping model variable range hopping model magnetoresistance effect
上海海事大学海洋科学与工程学院，上海 201306
采用双洛伦兹模型和有效介质近似(Efficient Medium Approximation, EMA)色散模型对退火的Mn1.95Co0.77Ni0.28O4薄膜在近红外和中红外波段的椭偏数据进行了拟合。通过比较直流电压下测试的电导率与低频下计算的电导率(ω→0)发现，A谐振子主要产生传导电流，B谐振子主要产生位移电流。对于Mn1.95-Co0.77Ni0.28O4薄膜，随着退火温度的升高，晶格共振吸收逐渐被电子共振吸收所取代。退火样品的折射率n和消光系数k均由退火过程决定。
Mn1.95Co0.77Ni0.28O4薄膜 椭偏光谱 色散 谐振子 小极化子 Mn1.95Co0.77Ni0.28O4 thin film spectroscopic ellipsometry dispersion oscillator small polaron
1 内蒙古呼伦贝尔学院物理与电子信息学院 内蒙古 呼伦贝尔 021008
2 内蒙古民族大学凝聚态物理研究所, 内蒙古 通辽ad 028043
量子阱由于受到受限势的限制作用会体现出特殊的物理特性, 在实验中发现量子阱的生长方向受限势必须是强受限势而另外两个方向为非强受限势, 所以本文在量子阱的生长方向施加非对称半指数受限势构成了非对称半指数势量子阱, 为了深入了解非对称半指数量子阱的结构特征, 在其垂直量子阱的生长方向施加各向异性抛物势, 同时又增加了磁场对量子阱中电子的限制作用, 研究了磁场对该量子阱中弱耦合极化子的影响。通过两次幺正变换和线性组合算符推导出弱耦合极化子的振动频率随抛物势的x与y方向的受限强度、磁场的回旋频率及非对称半指数受限势的两个参数的变化关系。并以处在非对称半指数量子阱中的GaAs半导体晶体进行模拟计算, 结果表明: 当x与y方向的受限强度及磁场的回旋频率取定值时非对称半指数量子阱中弱耦合极化子的振动频率是受限势参量U0的增函数, 而它是另一个参量σ的减函数, 参数的改变是电子声子间耦合加强促进了极化子的形成。当磁场回旋频率及参量U0和σ取定值时, 极化子的振动频率是各向异性抛物势的x方向和y方向的受限强度的增函数, 这体现了量子的尺寸限制效应, 此外, 由于磁场回旋频率随磁场的增大而增大, 磁场回旋频率增大时会使极化子受到更强的约束作用, 所以振动频率加强。当y方向的受限强度及参量U0和σ取定值时极化子的振动频率是磁场的回旋频率的增函数。
非对称半指数量子阱 弱耦合极化子 振动频率 磁场 各向异性抛物势 线性组合算符 asymmetrical semi-exponential quantum well weak-coupling polaron vibrational frequency magnetic field anisotropic parabolic potential linear combination operator
内蒙古民族大学数理学院, 内蒙古 通辽 028043
利用 LLP 幺正变换与线性组合算符相结合的方法研究了磁场作用下单层过渡金属硫族化合物 (TMDs) 中弱耦合极化子基态能量的性质, 获得了单层过渡金属硫族化合物中弱耦合极化子的基态能量与磁场、声子的德拜截止波数 (DW)、内部距离和本征极化率参数之间的依赖关系。计算结果表明: 单层过渡金属硫族化合物弱耦合极化子的基态能量为外加磁场和本征极化率参数的增函数、声子的德拜截止波数和内部距离的减函数。
光电子学 单层过渡金属硫族化合物 弱耦合 极化子 基态能量 磁场 optoelectronics monolayer transition metal dichalcogenides weak coupling polaron ground state energy magnetic field
内蒙古民族大学凝聚态物理研究所, 内蒙古 通辽 028043
采用 Huybrechts 线性组合算符和第二次 Lee-Low-Pines (LLP) 幺正变换方法研究了 非对称半指数量子阱中强耦合极化子的性质。得到了 RbCl 非对称半指数量子阱中强耦合极化子的振动频率和基态能量, 并理论上导出了振动频率和基态能量随受限势的两个正参量 (U0 和 σ) 的变化关系。选择 RbCl 晶体材料进行数值 计算, 研究结果表明: U0 和 σ 是研究非对称半指数量子阱中极化子性质的重要物理量, 非对称半指数量子阱的振 动频率和基态能量随 U0 的增加而增大, 随 σ 的增加而减少。
光电子学 非对称半指数量子阱 线性组合算符 强耦合极化子 振动频率 基态能量 optoelectronics asymmetrical semi-exponential quantum well linear combination operator strong-coupling polaron vibrational frequency ground state energy
内蒙古民族大学 凝聚态物理研究所,内蒙古 通辽 028043
采用Huybrechts线性组合算符和第二次Lee-Low-Pines (LLP)幺正变换的方法,从理论上研究了氯化铷非对称半指数量子阱中强耦合极化子的性质,推导出了强耦合极化子的基态结合能和平均声子数。选择半指数氯化铷晶体,讨论了非对称半指数量子阱中强耦合极化子的基态结合能和平均声子数随非对称半指数受限势两个参量的函数关系。结果表明:基态结合能Eb是量子阱受限势参量U0的减函数,是参量σ的增函数;平均声子数是量子阱受限势参量U0的增函数,是参量σ的减函数。发现两个参量是研究非对称半指数量子阱中极化子性质的重要物理量。
非对称半指数量子阱 强耦合 极化子 线性组合算符 基态结合能 asymmetrical semi-exponential quantum well strong-coupling polaron linear combination operator ground state binding energy
呼和浩特民族学院 环境工程系,内蒙古 呼和浩特 010051
本文在Huybrechts弱耦合极化子模型的基础上,采用线形组合算符和两次幺正变换相结合的方法研究了库仑场下各种量对三角量子阱中弱耦合极化子相互作用能的影响。经过推导,得出了三角量子阱中弱耦合极化子相互作用能的表达式,库仑场下三角量子阱中弱耦合极化子相互作用能由三项组成:分别包括束缚势能量、电子与体纵光学声子之间相互作用能和三角量子阱中限制势能量。这三个部分对相互作用能各有贡献,均不可忽略。进一步还可以选择具体的半导体材料进行数值计算,从而得到确定半导体量子阱中极化子相互作用能随量子阱中库仑束缚势、电子-声子耦合强度和三角量子阱中限制势的数值对应变化关系,从而体会库仑场下各种参量对三角量子阱中弱耦合极化子奇特的量子效应。此结论也可以广泛推广到库仑场下各种弱耦合材料三角量子阱中极化子相互作用能的参考和计算。
三角量子阱 束缚极化子 相互作用能 线形组合算符 triangular quantum well bound polaron interaction energy linear combination operator
1 内蒙古民族大学 数理学院, 内蒙古 通辽 028043
2 北京航天万鸿高科技有限公司秦皇岛分公司, 河北 秦皇岛 066004
3 河北科技师范学院 凝聚态物理研究所, 河北 秦皇岛 066004
采用Lee-Low-Pines变换和Pekar类型变分法推导出非对称高斯势施主中心量子点中束缚极化子的基态和激发态能量和波函数, 进而构造了一量子比特所需的二能级结构。基于费米黄金规则和偶级近似研究了束缚极化子基态的衰变。引入了一个用两态极化子基态衰变时间来量化量子点量子比特退相干时间的量度法, 并与极化子激发态衰变时间量化量子点量子比特退相干度量法进行了对照讨论, 揭示了二者的相同物理机理。通过研究电场下材料的介电常数比、电声耦合常数和温度对施主中心量子点中束缚极化子基态寿命的影响, 揭示了材料属性与环境因素对量子点量子比特退相干的影响。
施主中心量子点 非对称高斯势 束缚极化子 基态寿命 donor-center quantum dot asymmetric Gaussian potential bound polaron ground-state lifetime
1 集宁师范学院物理学院, 内蒙古 乌兰察布 012000
2 集宁师范学院凝聚态物理研究所, 内蒙古 乌兰察布 012000
利用线性组合算符和LLP变分相结合的方法,考虑纵光学(LO)声子色散, 研究了声子色散对单层石墨烯弱耦合极化子性质的影响。在抛物色散近似下导出了单层石墨烯弱耦合极化子 基态能和零朗道能级的分裂能随声子色散系数的变化关系。数值计算结果表明基态能量随德拜截止波数增大 而增大,零朗道能级的分裂能级差随声子色散系数的增大而减小。
光电子学 石墨烯 极化子 线性组合算符 声子色散 optoelectronics graphene polaron linear combination operator phonon dispersion
