镁二聚体 (Mg 2 ) 是研究超冷和碰撞现象的重要体系,其高振动态半个世纪以来一直未能通过实验表征。 到目前为止,只有 Mg 2 的前 14 个振动态得到了实验分辨,尽管有人提出基态势可能支持另外 5 个能级。 在这里,我们基于最先进的耦合团簇和全组态相互作用计算,给出了 Mg 2 实验研究中涉及的基态和激发电子态的高精度从头算势能曲线。 我们的基态势明确地证实了 19 个振动能级的存在,计算出的转动项值与可用的实验数据和实验得出的数据之间的均方根偏差约为 1 cm −1。 我们的计算重现了最新的激光诱导荧光光谱,并为实验检测以前未分辨的振动能级提供了指导。
非共振衰减率 𝛾 由几个因素决定。原子可以在与腔模式不一致的方向上发射共振频率的光子,或者它可以衰减到其他能级,发射与腔不共振的不同频率的光子,或者电子可以衰减而不发射光子。参数 𝛾 和 𝜅 都决定了腔损耗。这些损耗导致在实验中测量阻尼真空 Rabi 振荡,与代表理想两能级系统的图 4 不同。
镁二聚体 (Mg 2 ) 的高能级振动态已被公认为超冷和碰撞现象研究中的重要系统,半个世纪以来,它的高能级一直未能通过实验表征。到目前为止,只有 Mg 2 的前 14 个振动态得到了实验解决,尽管有人提出基态势可能支持另外 5 个能级。在这里,我们基于最先进的耦合团簇和全组态相互作用计算,给出了 Mg 2 实验研究中涉及的基态和激发态电子态的高精度从头算势能曲线 20。我们的基态势明确证实了 19 个振动能级的存在,计算出的振转项值与可用的实验数据以及实验得出的数据之间的均方根偏差约为 1 cm −1。我们的计算重现了最新的激光诱导荧光光谱,并为实验检测以前未解析的振动能级提供了指导。一句话总结
图 2 | 通过电化学抛光稳定的量子电导能级。a. 忆阻单元中的 SET 过程示意图,该过程是一种电化学驱动过程,且尖端形成的电场进一步加速了这一过程。细丝生长过程中的恶劣条件通常会导致量子电导能级的高度不可预测性和多变性。b. RESET 过程中的电化学抛光效应能够通过首先去除/溶解接触配置中的不稳定原子而保留更稳定的原子来获得更可靠的量子电导能级。在此框架中,系统通过离散的电导能级从低阻态 (LRS) 演变为中间亚稳态电阻态 (MRS) 再演变为量子点接触 (QPC)。在 RESET 过程中,不稳定的原子将从细丝中去除,留下最稳定的原子形成稳定的 QPC。c.循环示例:通过 100 mV/s 的电压扫描速率获得突然 SET,通过慢速电压扫描(1.2 mV/s)通过电化学抛光获得逐渐 RESET。d. 通过电化学抛光获得的 RESET 过程显示稳定的量子电导平台,为 𝐺 0 的倍数。插图显示了扫描施加电压时量子电导平台随时间的稳定性。
(p 3/2 , p 1/2 )、(d 5/2 , d 3/2 )和(f 7/2 , f 5/2 )能级将由于自旋轨道耦合而出现两个峰,比率分别为 2/1、3/2 和 4/3。
我们研究了在“严格”空间变化的磁场(但不满足磁单极子条件)下相对论冷电子的二维运动。我们发现,在恒定磁场的情况下出现的朗道能级简并性在磁场变化时会消失,自旋向上和自旋向下电子的能级会根据磁场变化的性质以有趣的方式排列。此外,变化的磁场会将零角动量电子的朗道能级与正角动量分开,而恒定场只能将能级分为正角动量和负角动量。探索非均匀磁场中的朗道量子化本身就是一项独特的事业,对凝聚态物质、天体物理学和量子信息等领域都有跨学科影响。作为示例,我们展示了磁化白矮星,它们受到变化的磁场,同时受到洛伦兹力和朗道量子化的影响,从而影响底层的简并电子气,表现出对钱德拉塞卡质量极限的明显违反;并且在空间增长的磁场存在下,电子的量子速度会增加。
当材料的物理尺寸与电子的波长匹配或减小时,半导体中就会发生量子限制,从而产生量化的能级和离散的电子态。这是由于电子的波粒二象性,它同时表现出粒子和波的特征。限制能是对应于半导体纳米结构(如量子点)中电荷载流子的量子限制的能量。当这些结构的尺寸接近或等于电子的德布罗意波长时,就会产生量化的能级。基于有效质量近似并假设一个理想的球形量子点,其中激子被限制在球形限制势中,Harry 和 Adekanmbi (2020) 给出了球形量子点的限制能: