量子非平衡态与输运计算物理

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作者 柯友启 孟胜 +1 位作者 夏钶 魏苏淮 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2024年第4期31-34,共4页

在外场驱动下,系统会偏离平衡态分布规律进入非平衡状态,产生包括电荷和能量的输运现象以及丰富的非平衡亚稳态新奇物相.电荷和能量通过一个量子多体材料系统进行传输是能量与信息的转化和存储中的基本过程,而在远离平衡态条件下材料的... 在外场驱动下,系统会偏离平衡态分布规律进入非平衡状态,产生包括电荷和能量的输运现象以及丰富的非平衡亚稳态新奇物相.电荷和能量通过一个量子多体材料系统进行传输是能量与信息的转化和存储中的基本过程,而在远离平衡态条件下材料的物性能发生极大的改变.对材料和器件包括输运特性在内的非平衡物态进行深入理解和精确计算是提升物质特性调控能力的核心,是促进相关制造技术进步的关键,构成凝聚态物理和计算物理的前沿研究领域. 展开更多

关键词 量子非平衡动力学 量子输运 瞬态 稳态 非平衡态格林函数 含时密度泛函理论 波函数方法

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砷化镓纳米结中光电响应的第一性原理计算模拟

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作者 曹睿 陈竞哲 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期751-757,共7页

作为常见的高迁移率直接带隙半导体,砷化镓(gallium arsenide,GaAs)的光电响应性质一直是学界研究的焦点.针对特殊结构半导体器件的光电响应方式理论上研究一般采用宏观有限元方法结合半经典理论的模拟.随着器件尺寸的小型化,微观结构... 作为常见的高迁移率直接带隙半导体,砷化镓(gallium arsenide,GaAs)的光电响应性质一直是学界研究的焦点.针对特殊结构半导体器件的光电响应方式理论上研究一般采用宏观有限元方法结合半经典理论的模拟.随着器件尺寸的小型化,微观结构的重要性更加凸显.通过非平衡态格林函数结合密度泛函理论方法(non-equilibrium Green’s function method with density functional theory,NEDF-DFT)首次在原子尺度下计算了砷化镓纳米结在化学掺杂和栅极下的光响应,定性分析了材料掺杂浓度对光响应的影响.本工作对于半导体器件光电性质的模拟分析方法的拓展和器件性能的定性理解具有比较重要的意义. 展开更多

关键词 砷化镓 纳米结 非平衡态格林函数 化学掺杂 栅极电压

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不对称末端基团对分子结输运性质的影响:第一性原理的研究

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作者 侯志宇 于景新 +2 位作者 丁万杰 刘秀英 李晓东 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期414-417,422,共5页

利用非平衡格林函数和密度泛函理论(NEGF-DFT)相结合的方法,研究了苯基分子通过不同端基对称或不对称锚定在Au(100)电极上的单分子量子输运计算。在所考虑的4种结构中,C_(6)H_(5)S的电子耦合要略强于苯硫酚,由于—S作为末端基团比—SH... 利用非平衡格林函数和密度泛函理论(NEGF-DFT)相结合的方法,研究了苯基分子通过不同端基对称或不对称锚定在Au(100)电极上的单分子量子输运计算。在所考虑的4种结构中,C_(6)H_(5)S的电子耦合要略强于苯硫酚,由于—S作为末端基团比—SH提供了更多的自由电子,这导致了显著的电流整流效应,但响应的稳定性比苯硫酚分子差。苯硫酚分子在0.5V以上的外加电压下,在非对称性、非线性和响应性方面表现出良好的二极管效应,虽然只有一个H原子的差异,但却表现出不同的性质。苯硫酚分子的结构及其二极管特性有利于成为界面改性材料,提高器件的光电性能。 展开更多

关键词 分子结 电子输运 非平衡态格林函数

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单壁碳纳米管吸附氧分子的电子输运性质理论研究 被引量：1

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作者 赵佩 郑继明 +2 位作者 陈有为 郭平 任兆玉 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期794-799,共6页

用基于第一性原理的密度泛函理论和非平衡态格林函数方法对(4,4)单壁碳纳米管及其吸附氧气分子情况下的平衡态和非平衡态电导性质进行了研究.发现在小于2V的偏压下,系统对电压的增加呈现两种不同增长速率的电流响应,其中电压小于1.1V时... 用基于第一性原理的密度泛函理论和非平衡态格林函数方法对(4,4)单壁碳纳米管及其吸附氧气分子情况下的平衡态和非平衡态电导性质进行了研究.发现在小于2V的偏压下,系统对电压的增加呈现两种不同增长速率的电流响应,其中电压小于1.1V时电流增加速率较大;而当电压大于该值后,电流对电压增加速率变缓.吸附的氧分子提供双重的作用,一方面氧分子提供的能级有利于电子隧穿中心散射区;另一方面氧分子的电子态会破坏碳管的平移对称性,从而降低电子对系统的透射能力. 展开更多

关键词 单壁碳纳米管 氧分子吸附 电子输运 非平衡态格林函数

原文传递

受多体效应影响的平行双量子点结构中的自旋输运 被引量：1

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作者 公卫江 谢雪峰 魏国柱 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期753-756,共4页

采用非平衡态格林函数方法,研究了一个三电极的平行双量子点结构中由局域Rashba型自旋轨道耦合诱导的自旋极化的电子输运.结果发现,当电子从"源"电极经量子点区到两个"漏"电极时,它能根据自身的自旋态选择终端,即... 采用非平衡态格林函数方法,研究了一个三电极的平行双量子点结构中由局域Rashba型自旋轨道耦合诱导的自旋极化的电子输运.结果发现,当电子从"源"电极经量子点区到两个"漏"电极时,它能根据自身的自旋态选择终端,即自旋极化和自旋分离可在这一结构同时实现.同时发现,量子点内的库仑相互作用对该体系的自旋输运性质有重要影响,其中有额外电极与之耦合的量子点中的库仑相互作用的强度对自旋输运起主要调节作用. 展开更多

关键词 非平衡态格林函数 量子点 RASHBA 耦合 自旋输运

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卟啉及金属卟啉分子导电性质的理论研究

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作者 金鑫 孙长山 +2 位作者 徐仲 赵丽丽 冯培勇 《科技信息》 2009年第32期I0090-I0091,I0088,共3页

本文使用密度泛函理论与非平衡态格林函数相结合的方法,研究了卟啉分子(PH2)和3种金属卟啉分子(锌卟啉ZnP、钯卟啉PdP、铂卟啉PtP)的前线分子轨道能级、分子前线轨道空间分布、电流-电压曲线及隧穿谱等导电性质。

关键词 卟啉 分子电子器件 密度泛函理论 非平衡态格林函数

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量子点环Aharonov-Bohm干涉器中的电子自旋极化输运

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作者 吴丽君 韩宇 +1 位作者 钟苏宁 刘大卫 《辽宁大学学报（自然科学版）》 CAS 2011年第2期120-125,共6页

采用非平衡态格林函数方法,研究了四量子点环嵌入AB干涉器中,由局域Rashba自旋轨道耦合诱导的电子自旋极化输运。在体系处于平衡态的情况下,当电子从"源"电极经量子点区到"漏"电极时,通过调节穿过AB干涉器的磁通和... 采用非平衡态格林函数方法,研究了四量子点环嵌入AB干涉器中,由局域Rashba自旋轨道耦合诱导的电子自旋极化输运。在体系处于平衡态的情况下,当电子从"源"电极经量子点区到"漏"电极时,通过调节穿过AB干涉器的磁通和量子点上的局域Rashba自旋轨道耦合强度,输运电子的两种自旋态出现了完全极化现象。同时,量子点内的库仑相互作用对体系的自旋输运性质有重要影响。 展开更多

关键词 非平衡态格林函数 量子点 Rashba自旋轨道相互作用 自旋输运

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封闭型(6，0)单壁碳纳米管电子传输特性研究

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作者 郭良 田红灯 +2 位作者 王利光 王畅 李勇 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期520-524,533,共6页

采用广义梯度近似(Generalized gradient approximation,GGA)密度泛函理论与非平衡态格林函数(Non-equilibrium Green’s function,NEGF)相结合的方法对两端封闭型单壁(6,0)碳纳米管进行电子传输的理论研究。在温度为300K的条件下,对不... 采用广义梯度近似(Generalized gradient approximation,GGA)密度泛函理论与非平衡态格林函数(Non-equilibrium Green’s function,NEGF)相结合的方法对两端封闭型单壁(6,0)碳纳米管进行电子传输的理论研究。在温度为300K的条件下,对不同长度(6,0)单壁碳纳米管(SWNT)进行电子透射概率计算。结果显示,两端封闭型(6,0)碳纳米管的电子传输属于量子化传输模式,并随着碳纳米管长度的增加,某些电子透射概率峰值所对应的能量值并未有大的变化,且呈现线性分布;两端封闭型单壁(6,0)碳纳米管中电子的传输接近无散射弹道传输模式,该系统概率尖峰能量的平均间距约为n×2.2eV,n为整数且1≤n≤6。 展开更多

关键词 封闭型碳纳米管 透射概率 广义梯度近似 非平衡态格林函数

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卟啉分子整流器件的理论研究

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作者 金鑫 孙长山 +2 位作者 徐仲 赵丽丽 冯培勇 《广州化工》 CAS 2009年第9期158-160,共3页

使用密度泛函理论(DFT)与非平衡态格林函数(NEGF)相结合的方法研究了卟啉-烷(porphyrin-alkyl)、卟啉-苯(porphyrin-phenyl)、卟啉-炔(porphyrin-alkyne)三种分子的电压-电流曲线、分子隧穿谱等电学性质。结果显示,卟啉-炔分子的电子传... 使用密度泛函理论(DFT)与非平衡态格林函数(NEGF)相结合的方法研究了卟啉-烷(porphyrin-alkyl)、卟啉-苯(porphyrin-phenyl)、卟啉-炔(porphyrin-alkyne)三种分子的电压-电流曲线、分子隧穿谱等电学性质。结果显示,卟啉-炔分子的电子传递能力最强,其次是卟啉-苯分子,而卟啉-烷分子的导电性最差;但是,卟啉-烷和卟啉-苯分子具有明显的整流特性,而卟啉-炔分子几乎没有整流效果。 展开更多

关键词 卟啉 分子整流器件 密度泛函理论 非平衡态格林函数

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水分子吸附对(4,4)单壁碳纳米管电子输运性质的影响

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作者 赵佩 陈有为 +1 位作者 郑继明 郭平 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期418-422,共5页

目的研究水分子吸附对(4,4)单壁碳纳米管的平衡态和非平衡态电导性质的影响。方法利用基于密度泛函理论和非平衡态格林函数的第一性原理方法。结果发现在小于2V的偏压下,系统对电压的增加呈现出两种不同增长速率的电流响应,其中电压小于... 目的研究水分子吸附对(4,4)单壁碳纳米管的平衡态和非平衡态电导性质的影响。方法利用基于密度泛函理论和非平衡态格林函数的第一性原理方法。结果发现在小于2V的偏压下,系统对电压的增加呈现出两种不同增长速率的电流响应,其中电压小于1.1V时电流增加速率较大,而当偏压大于该值后,由于两端碳纳米管化学势不同,从而使得中心散射区的边界势不同,有较多的电极态进入中心散射区,增强了电子散射,电流增加速率变缓。结论吸附的分子提供双重的作用,一方面它们的电子态会破坏碳纳米管势场的平移对称性,从而降低系统的透射能力,而另一方面,吸附分子提供的能级,有利于电极中的电子隧穿中心散射区。 展开更多

关键词 单壁碳纳米管 水分子 吸附 电子输运 密度泛函理论 非平衡态格林函数 第一性原理

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单层含硫空位MoS2光伏效应的第一性原理研究

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作者 罗文铭 邵志刚 杨谋 《华南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第4期7-13,共7页

基于非平衡态格林函数--密度泛函理论,采用第一性原理研究方法,对单层含硫空位MoS2的光伏效应进行了研究.利用能带图和联合态密度分析单层含硫空位MoS2的光响应函数.结果表明:对于单层含硫空位的MoS2,线偏光电流效应不明显,而圆偏光电... 基于非平衡态格林函数--密度泛函理论,采用第一性原理研究方法,对单层含硫空位MoS2的光伏效应进行了研究.利用能带图和联合态密度分析单层含硫空位MoS2的光响应函数.结果表明:对于单层含硫空位的MoS2,线偏光电流效应不明显,而圆偏光电流效应比较明显.计算模拟了随偏振角(相位角)变化的光响应函数,计算结果符合唯象理论.单层含硫空位的MoS2可被应用于新型电子和光电子器件中,为进一步认识单层硫空位MoS2的光电流效应提供了新的理论基础. 展开更多

关键词 硫空位 单层MoS2 光伏效应 非平衡态格林函数

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永磁钕铁硼(Nd_2Fe_(14)B)单胞的电子结构特性研究

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作者 郝大鹏 傅青芳 +4 位作者 闫晓密 陈志舜 何道伟 TERENCE K S W 王利光 《黑龙江大学自然科学学报》 CAS 北大核心 2011年第1期132-136,共5页

运用基于第一性原理的密度泛函(DFT)和非平衡态格林函数(NEGF)方法,采用DZP基组设置对Nd2Fe14B单胞的能带、电子结构、态密度和电子传输特性等进行了理论研究。结果表明,Nd2Fe14B单胞能隙很小,具有导体性质。晶胞中Z=0和0.5晶面上电子... 运用基于第一性原理的密度泛函(DFT)和非平衡态格林函数(NEGF)方法,采用DZP基组设置对Nd2Fe14B单胞的能带、电子结构、态密度和电子传输特性等进行了理论研究。结果表明,Nd2Fe14B单胞能隙很小,具有导体性质。晶胞中Z=0和0.5晶面上电子密度较小,Z=0.30;0.37;0.63及0.87的晶面上电子密度较大。在±3.0 eV能量区间,Nd2Fe14 B具有良好的电子传输特性,态密度与电子输运有比较好的对应关系。 展开更多

关键词 钕铁硼 非平衡态格林函数 密度泛函 电子结构

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介观铁磁-量子点-超导系统的自旋电流的研究

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作者 丁号 王冰 赵辉 《科技资讯》 2011年第4期248-249,共2页

本文应用南部-自旋空间的非平衡态格林函数方法推导了铁磁-量子点-超导系统的自旋电流公式,数值结果显示该系统具有单一自旋的隧穿共振峰,不同自旋的电流具有不同的反向导通阈值,是具有应用前景的自旋电子器件。

关键词 自旋极化电流 量子点 非平衡态格林函数

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分子结点电子输运性质的理论研究 被引量：2

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作者 牛秀明 齐元华 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期6926-6931,共6页

采用基于密度泛函理论的非平衡态格林函数方法,研究了Pt-H2微结点在平衡态和低偏压下的电子输运行为,考察了电极-分子耦合形貌对结点输运性质的影响,并采用费曼路径概念从结点局域轨道出发分析了其输运特性.发现H2分子的反键轨道可以参... 采用基于密度泛函理论的非平衡态格林函数方法,研究了Pt-H2微结点在平衡态和低偏压下的电子输运行为,考察了电极-分子耦合形貌对结点输运性质的影响,并采用费曼路径概念从结点局域轨道出发分析了其输运特性.发现H2分子的反键轨道可以参与结点的低偏压电子输运,偏压可以通过改变系统局域分子轨道来影响其输运性质. 展开更多

关键词 分子结点 电子输运 非平衡态格林函数方法 透射谱

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[Cu_2Pt(npa)_4X_2](X=Cl^-,NCS^-)金属串配合物电子传输性质的研究 被引量：1

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作者 周沃华 陈蓉 +4 位作者 吴子文 丁丹丹 徐志广 许旋 罗一帆 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1214-1218,共5页

使用密度泛函理论(BP86)结合非平衡态格林函数(NEGF)方法研究金属串配合物[Cu2Pt(npa)4X2](X=Cl-(1),NCS-(2);npa=2-naphthyridylphenylamine)的电子结构和电子传输性质,研究发现:(1)由于轴向配体NCS-与Cu的结合比Cl-的强,使配合物1的Cu... 使用密度泛函理论(BP86)结合非平衡态格林函数(NEGF)方法研究金属串配合物[Cu2Pt(npa)4X2](X=Cl-(1),NCS-(2);npa=2-naphthyridylphenylamine)的电子结构和电子传输性质,研究发现:(1)由于轴向配体NCS-与Cu的结合比Cl-的强,使配合物1的Cu—Cu键比2的强而Cu—Pt键比2的弱,故1的π*Pt dxz/yz轨道与π*Cu-Cu能级差ΔE比2小.(2)1和2的传输通道均是β自旋的π*轨道,主要由π*Cu-Cu和π*Pt dxz/yz轨道组合而成.ΔE越小π*越离域,传输能力越强.在负偏压下和正偏压小于0.15 V时,1的电流大于2;但正偏压大于0.15 V后2的β电流显著高于1.(3)2具有较好的整流效应.ΔE越大,Pt→Cu方向的传输越容易,整流效应越强.正偏压下2的电流显著大于负偏压下的电流,0.15 V后2的整流比比1高10~40倍.(4)因ΔEβ<ΔEα,α自旋通道传输能力小于β自旋的,1和2具有良好的自旋过滤效应(高达80%~99%). 展开更多

关键词 金属串配合物 密度泛函理论 非平衡态格林函数方法 电子传输 分子整流器

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