STO 在室温下是一种具有钙钛矿立方体结构的能带绝缘体。在 ≈ 105 K 时,氧八面体围绕其一个主轴发生反铁畸变旋转。[19] 原始的 STO 是一种量子顺电体。[20] 然而,在掺杂少量 Ca 或用 O 18 取代 O 16 后,铁电转变会恢复,其铁电居里温度取决于 Ca [21] 或 O 18 的浓度。[22,23] 产生氧空位,或用 La 取代 Sr 或用 Nb 取代 Ti,可以将 STO 变成导体,甚至是超导体,其转变温度非单调地取决于掺杂。已经证明,超导性可以存在于掺杂的 STO 的类铁电体中,甚至可以通过引入铁电性来增强。[24–30]
d 电子态。JT 畸变程度通过畸变程度参数 ∆ 𝑑 = 1/6 ∑ [(𝑅 𝑖 −𝑅 ̅ )/𝑅 ̅ ] 2 6 𝑖−1 来估计,
线性三原子分子的振动动力学由并行运行的量子信息处理设备模拟。量子设备是一组半导体量子点二聚体,在室温下通过可见光频率范围内的超快激光脉冲进行寻址和探测。考虑到胶体量子点不可避免的尺寸分散性导致的固有噪声的实际评估,并限制了可用于计算的时间。在考虑的短时间内,只有量子点的电子态对激发作出反应。使用电子态量子点 (QD) 二聚体的模型,该模型保留了基于单个 QD 的最低和第一激发态构建的激子二聚体状态的八个最低带。我们展示了如何实际测量多达 8 2 64 个量子逻辑变量并将其用于处理此 QD 二聚体电子级结构的信息。这是通过寻址 QD 的最低和第二激发电子态来实现的。使用较窄的激光带宽(较长的脉冲),只能相干地寻址较低带的激发态,从而实现 4 2 16 个逻辑变量。这已经足以模拟两个振荡器之间的能量传递和振动分子中的相干运动。
摘要 金刚石中的氮空位 (NV) 缺陷中心是量子传感和量子计算应用的关键。它们在金刚石晶格中产生局部电子态,在光激发后具有不同的群体弛豫路径,最终使其具有独特的性能。已知缺陷存在于两种电荷状态:中性和负电荷状态,分别具有一个和两个已知的光学活性电子跃迁。在这里,我们报告了在两种电荷状态下观察到的大量迄今未被发现的激发电子态,这可以通过光谱中红外到紫外部分的明显光学跃迁来证明。通过使用瞬态吸收光谱监测光激发后 NV 中心的电子弛豫来观察这些跃迁,直接探测在飞秒到微秒的时间尺度上发生的瞬态现象。我们还首次探究了从 NV − 的 3 E 态到附近的单取代氮缺陷 (N s ) 的电子转移动力学,这导致了众所周知的 NV 光致发光猝灭效应。
量子纠缠态的控制和操纵对于量子技术的发展至关重要。一种有前途的途径是通过它们的光学偶极-偶极相互作用耦合固态量子发射器。纠缠本身就具有挑战性,因为它需要发射器之间的纳米距离和近乎简并的电子跃迁。在这里,我们实施高光谱成像来识别耦合的二苯并蒽分子对,并通过使用斯塔克效应调整分子光学共振来找到最大纠缠的超辐射和亚辐射电子态的独特光谱特征。我们展示了使用振幅和相位定制的激光场对长寿命亚辐射离域态进行远场选择性激发。耦合分子的光学纳米显微镜揭示了由其激发路径中的量子干扰引起的空间特征,并揭示了每个发射器的位置。受控电子态叠加将有助于破译由相干耦合控制的更复杂的物理或生物机制并开发量子信息方案。
正文中显示的计算是使用 Quantum Espresso (QE) 第一性原理程序包 [ S1 , S2 ] 执行的。我们使用密度泛函理论 (DFT) 计算电子结构。使用专为处理表面科学问题而设计的 BEEF-vdW 交换关联函数 [ S3 ]。我们使用 A. dal Corso 的超软伪势 [ S4 , S5 ],动能截止为 1360 eV,电子态占有率的高斯涂抹为 0.27 eV。通过以 Γ 为中心的 12 × 12 × 1 Monkhorst-Pack (MP) 网格 [ S6 ] 对布里渊区进行采样来评估电子态和电荷密度。动力学矩阵和声子微扰势使用 QE 包的 PHonon 代码中实现的密度泛函微扰理论 (DFPT) 进行评估。具体而言,动力学矩阵和微扰势是在 Γ 中心的 6 × 6 × 1 q 网格中进行评估的。我们使用电子声子 Wannier (EPW) 代码来评估电子声子 (e-ph) 矩阵元素 [S7、S8],定义为
在本研究中,我们通过观察分子水平的化学和电子态、评估微观和宏观尺度的粘合强度以及分子水平,研究了碳纤维复合材料粘合界面粘合力产生的机制。通过了解这一点并系统地了解工艺因素的影响,并评估新的表面改性方法,我们将研究如何获得超越现有技术和方法的粘合强度。
通过稳定的原子级精确表面实现二维电子态的实现,进一步激发了人们对低维固体的研究,这种固体可以承载接近单链状态的高度受限的一维状态。在目前建立的二维范德华晶体中,一维电子态或光学态通常通过带有底层一维基序的二维晶格(如磷烯)获得,8,9 或者通过自下而上的路线,通过基底和生长工程破坏平面内共价键的形成,10,11 催化 VLS 生长,12-14 人工台阶边缘,15 或在碳纳米管内部生长,从而引导过渡金属二硫属化物晶格生长成其一维对应物。 16 由于其结构类似于二维范德华晶体,由亚纳米厚的一维或准一维(q-1D,指具有非各向同性横截面的链状结构)链通过弱范德华力结合在一起的结晶相已成为最近关注的主题,作为通往低维固体的替代途径。17 – 22 保持
基于石墨炔 (GY) 和石墨炔 (GDY) 的单层代表了下一代二维富碳材料,其可调结构和性能超越石墨烯。然而,检测原子级厚度的 GY/GDY 类似物中的能带形成一直具有挑战性,因为该系统必须同时满足长程有序和原子精度。本研究报告了在表面合成的金属化 Ag-GDY 薄片中形成具有介观(≈ 1 μ m)规律性的能带的直接证据。采用扫描隧道和角度分辨光电子光谱,分别观察到费米能级以上实空间电子态的能量相关跃迁和价带的形成。此外,密度泛函理论 (DFT) 计算证实了这些观察结果,并揭示了蜂窝晶格上双重简并的前沿分子轨道产生接近费米能级的平坦、狄拉克和 Kagome 能带。 DFT 建模还表明原始薄片材料具有固有带隙,该带隙保留在具有 h-BN 的双层中,而吸附诱导的带隙内电子态在 Ag-GDY 装饰银的 (111) 面的合成平台上演变。这些结果说明了通过原子精确的二维碳材料中的分子轨道和晶格对称性设计新型能带结构的巨大潜力。
势能(超)表面描述分子系统电子态的能量及其随原子核位置变化而变化,形成分子几何的“能量景观”。它是分析分子构象、过渡态和化学反应动力学的重要工具(Thru lar 等人,1987 年)。在只有两个原子的双原子分子中,原子核的位置只能用一个坐标表示,因此势能表面简化为势能曲线 (PEC)。每条曲线对应一个电子态的群表示和角动量。数据集中核间距离的范围取决于所述系统。我们的数据集由几个选定的双原子分子系统组成,由碱金属原子对创建。这种二聚体在超冷(内部温度在 mK 范围内)分子系统、玻色-爱因斯坦凝聚和化学反应相干控制的应用中特别受关注。强极性超冷分子的可能应用包括利用极性分子之间的长距离电偶极-偶极相互作用来设计光学量子系统。极性分子的内部自由度可用作量子信息的媒介。在强激光场产生的光学晶格中创建、存储和控制此类分子可用于构建量子计算机(Pazyuk,2015 年)。