摘要：作为一种高能量密度储能器件,锂离子电池不仅已经广泛应用于消费电子领域(如笔记本电脑、智能手机),而且也适合用于电动车中的动力电池。正极是锂电池最为重要的组成部分。在正极材料的研究中,当电子在空间上局域分布并与晶格耦合将形成极化子,极化子现象近些年逐渐引起人们更多关注,主要是因为其减弱电子导电性,不利于电子传导,是磷酸铁锂等正极材料电子导电性差的根本原因。极化子是一种晶格畸变束缚电子作整体运动的晶体缺陷。开展极化子现象的相关机理研究,将为设计高导电性正极材料提供理论指导,对锂离子电池电化学性能的进一步提升有着重要意义。基于第一性原理的理论计算方法已成为研究正极材料中极化子的重要研究手段,能够判断体系是否有极化子出现以及分析极化子的出现对正极材料的物理化学性能影响。本文主要从理论计算的角度出发,首先介绍了极化子的基本物理概念,其次结合我们的相关研究综述了极化子的理论计算判别方法、极化子对常见类型正极材料导电性能的影响与调控和当前研究方法的一些理论难题,最后从基础理论和实际应用两个角度对未来正极材料中的极化子研究进行展望。

摘要：　应用自设计现场ESR电解池测量不同电势下的聚苯胺电导率,得到了高信/噪比的ESR谱图.谱线分解发现,在硫酸水溶液中聚苯胺生长的早期阶段存在两种极化子,根据这两种成分的ESR峰宽随电极电势的变化以及它和电导的关联分析,分别被指认为聚苯胺中有序区域和无序区域的极化子.随着掺杂程度的增大,两种极化子都是载流子,同样经历了由Curie自旋到Pauli自旋的转变.这一推论得到ESR饱和实验数据的支持.

摘要：我们用全量子理论分析双Λ型四能级原子系统暗态极化子基本性质，讨论了双模信号场与原子介质之望的信晕转换过程以及两个信号场之间的信息转换过程，利用双信号之间的相干性，可以设计多种形式的双模量子信息在介质中的“写入”和“读出”过程。我们还给出了双Λ型四能级原子系统存储双模纠缠态的类型。

摘要：在电子-体纵光学(Longitudinal optical,LO)声子强耦合条件下,采用LLP-Pekar型变分法推导出计及厚度下量子点中极化子的基态和第一激发态能量本征值和本征函数以及平均声子数的电磁场依赖性。在此基础上,以极化子的二能级结构为载体构造了量子点量子比特。数值计算结果表明:量子比特的振荡周期T_0随量子点厚度L的增加而增大,随磁场的回旋频率ωc、电场强度F和电声子耦合强度α的增加而减小。量子比特的概率密度︱Ψ(ρ,z,t)~2︱随电子横向坐标ρ的变化呈现"正态分布"并受到量子盘厚度L和有效半径R_0的强烈影响,随电子纵向坐标z、角坐标φ和时间t作周期性振荡变化。消相干时间τ随磁场的回旋频率ω_c、色散系数η和电子-声子耦合常数α的增加而增大,随电场强度F、量子点厚度L和有效半径R_0的增加而减小。量子点的厚度是量子点量子比特的一个重要参数,理论上可以通过设计不同的量子盘厚度并结合调节外加电磁场的强度,达到调控量子比特振荡周期、消相干时间大小的目的。

摘要：利用溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备了La0.7Sr0.3MnO(3LSMO)靶材,并采用脉冲激光沉积(PLD)的方法在LaAlO3(100)、MgO(100)和SrTiO3(100)衬底上沉积了外延薄膜,研究了衬底与薄膜之间的晶格不匹配度对LSMO薄膜输运和光诱导特性的影响。结果表明:随着晶格不匹配度(考虑符号)的增加,薄膜的相变温度升高,而电阻率和光电导Δρ值则减小。在低温金属相,光诱导致使电阻率降低;高温绝缘相光诱导则使得电阻率升高,在MgO和SrTiO3衬底上薄膜的光电导Δρ具有极大值和极小值,分析表明这一现象的出现可归结于双交换作用和极化子效应。

摘要：具有强激子效应的二维层状材料为研究二维极限下的激发态激子行为提供了极好的平台.虽然传统二维层状半导体(如过渡金属二硫族化物)中的激子动力学已经被广泛研究,但对具有强电子/激子-声子耦合的二维层状半导体中的激子特性和动力学知之甚少.本文通过实验和理论相结合的方法,以二维层状As_(2)S_(3)为模型,揭示了由强激子-声子相互作用驱动的本征高度局域化的激子.结果表明,As_(2)S_(3)中光激发电子/空穴电荷在~110飞秒内自发局域化,产生了较大Stokes位移和较宽的光致发光.理论计算表明层间的硫原子之间光激发形成一定的层间键,引发晶格畸变和载流子局域化.本研究为理解二维半导体中激子和晶格动力学之间复杂的相互作用提供了一个全面的物理图像,对其光电特性和应用具有重要意义.

摘要：黑磷烯与石墨烯相比具有直接带隙和较高的载流子迁移率,与硅烯相比具有较高的稳定性,这些优越的物理性质使其在新型量子器件的设计中具有巨大的潜在应用价值.采用么正变换和变分相结合的方法,推导出极性基底上单层黑磷烯中极化子、空穴-声子相互作用体系的基态能量以及带隙的能量公式,研究了温度对极化子、空穴与声子相互作用体系的能量和带隙的影响.对典型极性基底上黑磷烯的数值计算结果表明,极化子(或空穴-声子体系)的能量及带隙均随温度升高或截断波矢的增大而增大,随声子频率的增大而减小,这说明黑磷烯中极化子的能量及带隙与基底材料直接相关,且温度对其性质的影响不可忽略.

摘要：有机铁磁体结合了铁磁体磁特性和有机材料软特性,在有机自旋电子学领域新型材料及器件设计方面具有广阔的应用前景.本文介绍了有机铁磁器件自旋输运方面的研究进展,讨论了基于有机铁磁的自旋过滤、多态磁电阻和自旋整流等新奇概念,阐明了有机铁磁体自身相互作用,如电子-晶格耦合和侧基自旋关联在以上现象中所扮演的角色.同时,对有机铁磁中的极化子特性及微观动力学过程进行了探究.这为未来设计新型有机铁磁器件提供了理论指导.

摘要：美国加州大学洛杉矶分校教授***率领的团队设计出一种新材料体系,可利用太阳光发电并存储能量长达数周。研究人员从植物光合作用的过程中受到启发,研发出一种新型水系胶束,由作为电荷施主的共轭电解质多聚物和作为电荷受主的纳米级富勒烯组成,且在尺寸更小的界面将两者结合。