摘要：谐波涡旋光束是一种典型的矢量光束,即产生的谐波信号具有螺旋型波前,在高容量光通信和非线性微纳光器件中有潜在应用前景.然而,目前的谐波涡旋光束产生器具有设计复杂,谐波转化效率低的局限性.本文提出并实验验证了基于准非线性自旋轨道耦合的高阶二次谐波涡旋光束,其拓扑荷数高达28阶,这是现有报道中的最高数值.结果表明金螺旋相位板的准轨道角动量(拓扑荷数q)可以传递到单层二硫化钨所产生的谐波信号上,其拓扑荷数为l_(n)=2nq(n为谐波阶次).该工作为新型高质量谐波涡旋光束的产生及应用开辟了新的途径.

摘要：研究在自旋轨道耦合和周期振动场的作用下,电子隧穿双量子阱结构的透射系数和自旋极化率.通过数值计算发现:隧穿后电子的自旋简并消除,得到与自旋相关的共振峰.电子隧穿宽势阱时出现对称的Breit-Wigner共振峰,而隧穿窄势阱时出现不对称的Fano共振峰.研究也发现通过调节入射能量和中间势垒的宽度,可以改变共振峰的振幅和位置.利用这个原理可以设计可调的自旋过滤器,实现对自旋的调控.

摘要：本工作利用基于密度泛函理论的高通量计算方法,研究了由金属团簇和四羟基苯(THB)分子形成的232个具有Kagome晶格的有机金属网格.在由THB分子和过渡金属原子三聚体(称为Y_(3)-THB)组成的有机金属网格中,有7种网格结构是本征有机拓扑绝缘体.进一步引入过渡金属原子(Tl,Pb,Bi)后得到的X_(3)Y_(4)-THB结构中,发现了9个具有较大自旋轨道耦合能隙的本征有机拓扑绝缘体.在这些本征拓扑绝缘体中,α相Pb_(3)Zn_(4)-THB结构是具有拓扑平带的拓扑绝缘体,其非平庸自旋轨道耦合能隙(97.5 meV)几乎是其平带带宽(22.5 meV)的4倍,是实现分数量子霍尔效应的理想平台.该工作为设计具有大能隙的二维有机拓扑绝缘体提供了新的途径.

摘要：采用递归格林函数法研究了含Rashba自旋轨道耦合(spin-orbit coupling,SOC)的窄-宽-窄形量子线的自旋极化输运性质.同时考虑了体系的结构和不同Rashba子带的混合对电子输运性质的影响,结果表明当电子的入射能量处在结构引起的Fano共振点时,能在出射端电极得到极化率较大的自旋极化电流,而且其大小可由自旋轨道耦合强度及系统的结构参数共同调节.这些效应说明所研究的体系也许能用来设计自旋过滤器件.

摘要：半导体电子结构的有效调控一直是人们长期关注的科学问题,也是主流半导体材料物性与器件设计的核心科学问题之一.传统栅极技术只能在小范围内改变半导体材料的带隙,作者从理论上通过人工设计半导体极性界面,产生约10 MV/cm的內建电场,从而实现对Ge、InN等主流半导体带隙在0-2 eV范围内的有效调控,并显著增强Rashba自旋轨道耦合强度,作者进一步利用构建的多带k.p模型证明增强的Rashba自旋轨道耦合可以将常规半导体驱动至拓扑相.文章重点介绍极性半导体InN的极性界面能隙调控;以及Ⅳ族非极性半导体Ge的极性界面能带调控.半导体极性界面的制备与主流半导体工艺兼容,展现了极性界面在主流半导体量子结构的物性调控与光电器件中潜在的应用前景.

摘要：正如人们所知,可以通过电场或者设计非对称的半导体异质结构来调控体系的结构反演不对称性(SIA)和Rashba自旋劈裂.本文研究了Al_(0.6)Ga_(0.4)N/GaN/Al_(0.3)Ga_(0.7)N/Al_(0.6)Ga_(0.4)N量子阱中第一子带的Rashba系数和Rashba自旋劈裂随Al_(0.3)Ga_(0.7)N插入层(右阱)的厚度w_s以及外加电场的变化关系,其中GaN层(左阱)的厚度为40-w_s?.发现随着w_s的增加,第一子带的Rashba系数和Rashba自旋劈裂首先增加,然后在w_s>20?时它们迅速减小,但是w_s>30?时Rashba自旋劈裂减小得更快,因为此时k_F也迅速减小.阱层对Rashba系数的贡献最大,界面的贡献次之且随w_s变化不是太明显,垒层的贡献相对比较小.然后,我们假设w_s=20?,发现外加电场可以很大程度上调制该体系的Rashba系数和Rashba自旋劈裂,当外加电场的方向同极化电场方向相同(相反)时,它们随着外加电场的增加而增加(减小).当外加电场从-1.5×10~8V·m^(-1)到1.5×10~8V·m^(-1)变化时,Rashba系数随着外加电场的改变而近似线性变化,Rashba自旋劈裂先增加得很快,然后近似线性增加,最后缓慢增加.研究结果表明可以通过改变GaN层和Al_(0.3)Ga_(0.7)N层的相对厚度以及外加电场来调节Al_(0.6)Ga_(0.4)N/GaN/Al_(0.3)Ga_(0.7)N/Al_(0.6)Ga_(0.4)N量子阱中的Rashba系数和Rashba自旋劈裂,这对于设计自旋电子学器件有些启示.

摘要：原子掺杂是目前提高有机发光二极管发光效率的有效方法之一.杂质原子的存在,一方面改变了体系的自旋轨道耦合强度,另一方面引入了杂质势.从这两方面出发,基于扩展的Su-Schrieffer-Heeger模型,研究了有机聚合物中掺杂原子的存在对单重态激子产率的影响.结果发现,通过掺杂原子可以有效地提高单重态激子产率.主要原因源于掺杂原子所诱导的较大自旋轨道耦合强度,而非杂质势的引入.澄清了利用原子掺杂提高有机发光二极管发光效率的机理,并为相关实验的材料选取和设计提供了理论指导.

摘要：文章研究了一个由两个T型异质结串联耦合量子结构的自旋输运性质。该结构中含有Rashba自旋轨道耦合相互作用。在工作中,计算了电子在自旋极化入射和自旋非极化入射两种情况下,电子在出射端的自旋极化率随体系结构的变化。发现通过适当的设计结构,当电子自旋非极化入射时,在出射端可以得到高达0.9的自旋极化率。其物理机制来源于体系结构引起的电子干涉使自旋向上的电子和自旋向下的电子有不同的透射率。

摘要：利用转移矩阵法计算了含周期性Dresselhaus自旋轨道耦合量子线中电子的透射率.结果表明周期性的Dresselhaus自旋轨道耦合会使透射率产生一定宽度的能隙,通过调节自旋轨道耦合强度或者周期单元中两区域的比例长度可以控制能隙的宽度.进一步研究表明当电子入射的能量在能隙范围内的时候,电子被禁止通过,而在能隙外时,电子可以通过,从而实现"关"和"开"的状态.这些效应说明所研究的体系也许能用来设计纳米电子器件.

摘要：自旋流的产生、操控与探测是自旋电子学研究的核心内容。目前人们致力于寻找、设计出高自旋流—电荷流相互转化、高电导率的强自旋轨道耦合材料,以期实现具有超低功耗的自旋电子学器件。然而对于大多数具有单一表面态的三维拓扑绝缘体来说,它们的自旋流到电荷流转化效率(λIEE)仍旧相对较小,亟待提高。