基于准玻色子方法的半导体纳米结构中相干激子超快动力学研究

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基本信息

  • 批准号：
    10904122
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    23.0万
  • 负责人：
    王大威
  • 依托单位：
    西安交通大学
  • 学科分类：
    A2002.凝聚态物质力热光电性质
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

基于半导体纳米结构的量子器件对量子光学与量子信息学的实际应用有着不可忽视的重要性。随着近年来压缩态光场、双光子纠缠态在量子阱、量子点中的实现，半导体量子光学这一新的研究领域获得了越来越多的重视。由于半导体纳米结构拥有大量载流子，对其中多体作用的研究是理解并应用这些系统的理论基础。在以前工作的基础上，我们将专注于半导体纳米结构中激子在在几百飞秒时间尺度上的超快动力学, 以及激子与微腔中量子光场的强相互作用。. 首先，我们利用激子动力学方程发展一个有效作用量并对激子基态系统对太赫兹场的响应进行理论研究；其次，我们将扩展这一效作用量以包含微腔中激子与光场的强耦合；最后我们利用这一作用量并结合数值模拟来探讨基态激子系统的相干性，以及激子与光子在强耦合情况下产生的激子极化子(exciton-polariton)的特性以及可能的应用。

结项摘要

准玻色子方法和基于这一方法发展的激子动力学方程是研究半导体纳米结构中激子超快动力学的有效理论手段.在本课题的研究中,我们围绕这一主题,开展了一系列的研究工作,包括：1) 我们详细讨论了理想和实际量子阱中的激子波函数, 特别是其在动量空间的表示, 并进一步讨论了激子动力学方程方程中所必须系数的计算方法. 通过求解这些系数,我们对量子阱中因激子密度变化而引起的,太赫兹脉冲作用下激子能级间跃迁过程中的非线性效应进行了理论预测, 得到了与实验符合很好的结果；.2) 激子对太赫兹脉冲响应的研究. 在基金申请报告, 我们提出了从激子算符变换到激子的量子态, 并通过建立有效作用量的方法来研究较高密度激子对太赫兹脉冲响应的思路.按照这一思路,我们对半导体量子阱中激子从1s态到2p态跃迁的共振能量随激子密度的变化可以做出准确的预测. 这一较为独特的方法已发表在Journal of Physics: Condensed Matter上. 3)除以上的工作外, 我们还继续在理论上探索了电场偏置下的半导体超晶格对太赫兹脉冲的可能性,并尝试设计出用于放大太赫兹脉冲的最佳半导体超晶格结构和电场. 这一工作目前还未还未发表, 但所进行的理论研究对目前在加拿大麦吉尔大学进行的相关实验具有重要意义. 此外我们还编写了使用变分方法的计算机程序, .用于研究量子阱中不同密度情况下激子的状态以及激子和光子在强相互作用下的状态, 为追踪目前国际上对激子-激发子的研究打下了基础. 4) 在本基金的支持下, 通过与国外专家的合作等, 在国际顶级刊物上发表了论文；配合合作导师的工作, 在有机电致发光效应的研究中也取得了一系列的研究成果.. 在本项青年基金的支持下, 我们的研究工作取得了超出预想的成果. 以上述的研究为基础, 我们在包括Physical Review Letters（三篇) 和Advanced Functional Material（一篇）的重要期刊中发表了共计十余篇论文, 在一次国际会议（美国物理学会2012年春季会议, 美国Boston）和一次国内会议（中国物理学会2012年秋季会议, 中国广州）上分别做了三十分钟邀请报告. 在合作导师的课题组内,有四位博士生（三位已毕业,一位在读）的工作也在一定程度上获得了本基金的帮助.

项目成果

期刊论文数量（18）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Effects of Dilution and Charge Trapping on the Performance of a Light-Emitting Diode of Poly(9-vinylcarbazole) Doped with Poly[2-methoxy-5-(2 '-ethyl hexyloxy)-1,4-phenylene vinylene]
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Journal of Applied Polymer Science
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Zhang, Xinwen;Wu, Zhaoxin;Wang, Dongdong;Wang, Dawei;Hou, Xun
  • 通讯作者：
    Hou, Xun
Theoretical study of density-dependent intraexcitonic transitions in optically excited quantum wells
光激发量子阱中密度相关的激子内跃迁的理论研究
  • DOI：
    10.1088/0953-8984/23/34/345801
  • 发表时间：
    2011-08
  • 期刊：
    Journal of Physics Condensed Matter
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Wang, Dawei;Lei, Xiaoli;Wu, Zhaoxin
  • 通讯作者：
    Wu, Zhaoxin
Solution-processed white organic light-emitting devices based on small-molecule materials
基于小分子材料的溶液加工白色有机发光器件
  • DOI：
    10.1016/j.jlumin.2009.09.010
  • 发表时间：
    2010-02
  • 期刊：
    Journal of Luminescence
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    Wang, Dongdong;Wu, Zhaoxin;Zhang, Xinwen;Wang, Dawei;Hou, Xun
  • 通讯作者：
    Hou, Xun
Magnetic Cycloid of BiFeO3 from Atomistic Simulations
原子模拟中的 BiFeO3 磁摆线
  • DOI：
    10.1103/physrevlett.109.037207
  • 发表时间：
    2012-07-20
  • 期刊：
    PHYSICAL REVIEW LETTERS
  • 影响因子：
    8.6
  • 作者：
    Rahmedov, D.;Wang, Dawei;Bellaiche, L.
  • 通讯作者：
    Bellaiche, L.
半导体量子阱中激子波函数及其Fourier系数的计算和应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子：
    1
  • 作者：
    雷小丽;王大威;梁士雄;吴朝新
  • 通讯作者：
    吴朝新

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  • 通讯作者：
    王大威

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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