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World File Search System态密度
MSE 8803-A：材料科学与工程的量子力学
2024 年春季 讲师：Eric Vogel 教授，eric.vogel@mse.gatech.edu，Marcus 纳米技术大楼，2133 室 课程：周一，12:30 PM – 1:45 PM，J. Erskine Love 制造大楼，299 室 办公时间：待定 目标：完成本课程的学生将学习将材料成分和结构与态密度联系起来所必需的基本基础知识，态密度决定了几乎所有材料类别（例如有机分子、半导体、金属、绝缘体）的电子、光学和热特性及特性。 目的：电子和声子态的密度和特性决定了材料的许多电子、光学和热特性。本课程提供描述原子、分子和固体中这些状态所必需的基本量子力学基础。完成本课程的学生将学习将材料成分和结构与状态密度联系起来的基本基础知识，状态密度决定了几乎所有材料类别（例如有机分子、半导体、金属、绝缘体）的电子、光学和热性能以及特性。例如，拉曼表征需要了解原子和分子允许的振动模式；光致发光需要了解允许的能量状态和选择规则；热导率需要了解声子状态密度；固体中的电子传输需要了解能带结构。因此，材料科学家或工程师必须具备量子力学的实际知识才能真正理解这些特性和表征技术。虽然将提供将这种理解应用于特定材料的特性和特性的示例作为背景，但应该强调的是，这门课不是一门特性课，不会广泛涵盖电子、光学和热特性本身。这门课需要数学计算；然而，本课程将尝试尽量减少数学的复杂性，以允许材料科学家和工程师获得必要的概念理解。参考资料：Eisberg & Resnick 的书包含大量将要涵盖的材料。但是，要掌握这些材料，拥有来自不同视角的几本书和参考资料会很有帮助。以下内容涵盖了课程的各个方面，但也涵盖了本课程中未包含的主题。
VLSI 设计.pdf
小时量子与统计力学、波粒子对偶和薛定谔方程、自由和束缚粒子、准低维结构量子阱、线、点、低维系统的能带结构、量子限制、2D、1D 和 0D 结构中的态密度、异质结构和带隙工程、调制掺杂、应变层结构纳米级 MOSFET CMOS 技术的挑战、高 k 电介质和栅极堆栈、未来互连。MOSFET 作为数字开关、传播延迟、动态和静态功率耗散摩尔定律、晶体管缩放、恒定场缩放理论、恒定电压缩放、广义缩放、短沟道效应、反向短沟道效应、窄宽度效应、亚阈值传导泄漏、亚阈值斜率、漏极诱导势垒降低、栅极诱导漏极泄漏。
标题：基于超材料的单光子发射器摘要
标题：基于超材料的单光子发射器 摘要：能够按需工作（即触发时发射）的单光子发射器对于量子信息处理的实际实施至关重要。对于高效的单光子发射器，需要优化包括量子效率和收集效率在内的整体效率。研究了量子点或纳米粒子等 2 级系统的固态等效物以及纳米金刚石、SiC 等材料中的色心作为嵌入不同宿主的偶极子发射器。为了获得更高的量子效率，必须操纵宿主介质中的光子局部态密度以实现最大 Purcell 因子。进一步的设计需要将光子有效地耦合到远场，通常是空气或光纤。在本次演讲中，我将介绍光子晶体微腔中的偶极子发射器以及超材料，以提高它们在特定方向上的整体发射效率。
萘化合物的量子计算分析
摘要 这项工作的创新之处在于量子计算分析的应用，具体来说，这项工作采用密度泛函理论 (DFT) 和 Hartree-Fock (HF) 技术以及各种基组 (aug-cc-pVQZ、3-21G、6-31G、6-311G 和 SDD)，研究了萘的结构和特性。探索了萘结构和特性的理论性质：最高占据分子轨道 (HOMO)、最低未占据分子轨道 (LUMO)、带隙 BG、态密度 (DOS)、紫外 (UV) 和自然键轨道 (NBO)。研究了几个其他特性：标准温度和压力下的热化学性质及其光学性质（具有间接和直接跃迁的光学 BG）。本研究采用 DFT/aug-cc-pVQZ 基础，以 4.75 eV 为固定值，确定了萘的 HOMO-LUMO 间隙。我们在最近的密度泛函理论 (DFT) 研究中发现间隙分别为 4.71、4.873 和 4.74 eV，与我们的结果一致。
计算 DFT 洞察胞嘧啶的优化结构、电子结构、光谱分析和热力学参数
胞嘧啶分子的结构优化通过12步实现，优化能量为-10749.84 eV。4.94 eV的HOMO-LUMO能隙表明化学稳定性。氧原子表现出最负的电势，氢原子表现出最正的电势。态密度显示能隙为4.92 eV，证实了等效轨道能级。计算的硬度（2.47 eV）和柔软度（0.41 eV -1 ）表明稳定性和极化性。化学势为-3.97 eV，电负性为3.97 eV。亲电指数为3.19 eV，表明亲电行为强。Mulliken电荷分析确定H13具有最高的正电荷，N5具有最高的负电荷。振动分析表明CH振动在3100-3300cm -1 ，NH在3500-3700cm -1 ，C=O振动在1771.10cm -1 。热力学性质如热容量、内能、焓和熵随温度的升高而增大，而吉布斯自由能则降低。
先进材料科学与技术硕士
热力学与相变：热力学中的热和功的概念、热力学系统、热力学第零定律。温度概念、第一定律的微分形式、第二定律的陈述、熵的概念、焓。晶体的热力学函数和关系。相变和多相平衡。[10] 电子能带理论：能带理论、固体的经典自由电子理论、固体的索末菲量子自由电子理论、周期势的布洛赫波函数、克罗尼希-佩尼模型和能带。费米能量和费米面、电子的有效质量、布里渊区和倒易晶格。[10] 固体的电子特性：磁场下的传输方程、回旋共振、磁场下的能级和态密度。朗道抗磁性、自旋顺磁性、德哈斯范阿尔芬效应。磁阻、经典和量子霍尔效应。 [10] 教科书和/或参考资料
石墨烯和掺杂石墨烯：DFT 比较研究
已经考虑了两种不同的模型，即卵烯 (C 32 H 14 ) 和环环烯 (C 54 H 18 ) 及其各自的掺杂模型 (C 31 XH 14 、C 53 XH 18，其中 X = B、Al、N、P、Fe、Ni 和 Pt)，用于 GGA-PBE/DNP 级别的 DFT 计算。根据各种计算出的结构参数和电子特性对这两个模型进行了比较。还绘制了电子态密度 (DOS) 光谱，以查看尺寸增加时电子特性的变化。从较小的模型移动到较高的模型时，结构和电子特性没有发生重大变化。发现掺杂保持了表面的平面性，但会引起掺杂原子周围键长发生相对较大的变化，从而削弱键。版权所有 © VBRI Press。关键词：DFT、石墨烯、掺杂、DOS。简介
揭示比热中量子振荡的双峰结构
量子振荡现象是理解量子物质电子结构的重要工具。本文我们系统地研究了天然石墨中电子比热容 C el 的量子振荡。我们发现，单个自旋朗道能级与费米能级的交叉产生了双峰结构，这与 Lifshitz-Kosevich 理论预期的单峰形成鲜明对比。有趣的是，双峰结构是由自由电子理论中 C el / T 的核心项预测的。C el / T 代表宽度为 4.8 k BT 的光谱音叉，可以随意调谐至共振。使用巧合法，双峰结构可用于准确确定量子材料的朗德 g 因子。更一般地，音叉可用于揭示由磁场调谐的费米子态密度中的任何峰，例如重费米子化合物中的 Lifshitz 跃迁。
Neeraj Mehta 博士，（副教授）dr_neeraj_mehta ...
1 使用交流电导率测量估计非晶态 Se 80 Te 20 和 Se 80 Te 10 M 10（M= Cd、In、Sb）合金中的局部态密度，N. Chandel、N. Mehta 和 A. Kumar，《电子材料杂志》，44 (2015) 2585-2591。2 多组分 Se 78-x Te 20 Sn 2 Bi x（0 ≤ x ≤ 6）硫属化物玻璃的一些热物理性质的成分依赖性，A. Sharma 和 N. Mehta，《材料科学杂志》，50 (2015) 210-218。 3 多组分 Se 78-x Te 20 Sn 2 Pb x 硫系玻璃的热物理性质 A.Sharma 和 N. Mehta，材料化学与物理，161 (2015) 35-42。 4 使用等转化方法研究锌掺入玻璃硒的非等温结晶，C. Dohare 和 N. Mehta，材料快报，138 (2015) 171-174。 5 相变材料的时间顺序概述，N. Mehta，高级科学与工程评论，4 (2015) 173-182。 6 使用交流电导率测量确定玻璃态 Se 98 M 2（M = Ag、Cd 和 Sn）合金中的缺陷态密度，A. Sharma 和 N. Mehta，《测量》，75 (2015) 69–75 7 玻璃态 Se 90 In 10-x Ag x 中的玻璃转变和结晶动力学，Karishma Singh、N. Mehta、SK Sharma、A. Kumar，《材料聚焦》，4 (2015) 457-463。8 Augis-Bennett 关系在确定某些富 Se 硫属化物玻璃中玻璃转变活化能的适用性，S. Saraswat、N. Mehta 和 SD Sharma，《材料研究与技术杂志》，5 (2016) 111-116。 9 玻璃态 Se 80-x Te 20 Sb x 合金在玻璃转变区比热测量的热分析，S. Saraswat、N. Mehta 和 SD Sharma，《相变》，89 (2016) 84-93。10 Se-Te-Sn-Ag 四元体系多组分硫属化物玻璃的一些热机械和介电性能研究，A. Srivastava 和 N. Mehta，《合金与化合物杂志》，658 (2016) 533-542。
晶体化学教学大纲.pdf
1.固体的结构类型 α) 金属和非金属 β) 二元化合物： AB, AB 2 , AB 3 , A 2 Β 3 , A x B y γ) 三元化合物： ABX 2 , ABX 3 , AB 3 , AB 2 Χ 4 , A 2 ΒΧ 4，AB 2 Χ 2 δ) 金属间化合物和Zintl 相ε) 模块化化合物：多型体、同系系列和失配层状化合物2. 能带结构（基于R. Hoffmann 评论）。 α) 从分子轨道开始构建“意大利面条”图。 β) 电子不稳定性（Peierls 畸变、Jahn-Teller 效应） γ) 态密度、能带折叠、直接和间接带隙 δ) 量子限制：低维材料、量子阱、量子线、量子点 3. 晶体中的非化学计量和缺陷 α) 非化学计量和扩散。热淬火、烧结和退火。 β) 相图、共晶、调幅分解和固溶体。 γ) 相变。无机固体、晶体和非晶态固体中的相变。 4. 合成方法 α) 固相合成、湿法合成、溶剂热合成 β) 晶体生长 从熔体、溶液和蒸汽传输中生长。