在光腔被非线性克尔介质充满的原子-腔-光纤系统中, 研究了非线性克尔介质对于不同原子系综之间量子态传输和非经典关联 (量子纠缠, 量子失谐) 转移的影响。结果表明非线性克尔介质能够增加目标原子系综间量子态的保真度和非经典关联的数值, 减缓保真度和量子关联衰减的速率, 从而延长量子态传输和非经典关联转移存在的时间。此外, 利用迹距离的度量方法研究了非线性克尔介质对于系统中量子信息流动的影响, 发现非线性克尔介质能够减小迹距离衰减的速率, 减缓目标原子系综中量子信息的流出, 并增加其量子信息存储的时间。

寻求具有较小晶格热导率klat的高热电性能的二维材料具有重要意义。基于从头计算和声子玻耳兹曼输运理论,该研究首先对二维CdO结构进行优化，并通过计算声子谱验证了单层CdO的动力学稳定性。在此基础上详细研究了单层CdO的声子输运性质。计算表明在室温下单层CdO的晶格热导率klat约为5.7 W/(m·K)，低于单层石墨烯、磷烯、黑磷和MoS2等二维材料的晶格热导率。其中，Z方向声学模式(Z-direction acoustic, ZA)，横声学支(transverse acoustic,TA)，纵声学支(longitudinal acoustic, LA)，Z方向光学模式(Z-direction optical, ZO)，横光学支(transverse optical, TO)，纵光学支(longitudinal optical, LO)对klat的百分比贡献分别为73.7％、13.9％、3.7％、2.8％、4.7％和1.2％。研究发现，ZA、TA、LA声学支和光学支之间的强散射是导致单层CdO低热导率的原因。本文计算结果可用于指导基于CdO的低维热电器件的设计。

半导体材料的有效掺杂可为半导体器件的成功应用提供保障。理论上，通过计算缺陷形成能和电荷转移能级可以预测掺杂的难易性以及缺陷能级的深浅性。基于密度泛函理论，结合二维带电缺陷计算方法，系统计算二维BN材料中四种(CB，SiB，GeB，SnB)潜在n型掺杂体系的缺陷性质。结果表明，CB(SnB)体系最稳定价态为+1价(-1价)和0价，而SiB，GeB体系最稳定价态为+1价，0价和-1价，CB,SiB与GeB体系相应的施主离子化能为2.00 eV，3.57 eV和4.06 eV，均表现为深能级施主，很难为BN提供n型载流子。另外，CB体系在宿主BN为p型掺杂时+1价态具有负形成能，将会严重降低BN p型掺杂效率及空穴导电率。该研究结果可为实验上对二维BN进行掺杂尝试提供理论依据。

基于力学参数模型研究了NFO/BTO层状复合薄膜的磁电效应, 发现当压电相的体积分数约为0.47时, 磁电耦合性能最好。通过脉冲激光沉积法在掺 0.7%Nb的(001)-STO衬底上生长了不同体积分数比的2-2型NFO/BCZT异质结构的磁电复合薄膜。XRD结果表明:NFO/BCZT磁电复合薄膜均为(00l)择优取向生长结 构。通过锁相技术测试了NFO/BCZT复合薄膜的磁电耦合系数, 测试结果表明压电相体积稍大于铁磁层体积时, 磁电性能最佳。实验结果与理论结果存在一定差 异, 主要是由于材料实际参数与计算所用参数有差异、界面的非理想耦合无法得到准确的k值以及复合薄膜微观结构、应力等影响。

采用从头算的多参考组态相互作用(MRCI)方法并结合基组aug-cc-pCVQZ计算了CO分子基态(X1Σ+)的势能曲线和偶极矩曲线, 得到的势能曲线、 偶极矩曲线分别与RKR势、 文献的偶极矩曲线吻合较好。 利用所得的势能, 求解双原子分子核运动的Schrdinger方程找到了CO分子X1Σ+态转动量子数J=0时的70个振动态, 对于每一振动态, 分别计算了其振动能级G(v)、 转动惯性常数Bv和离心畸变常数Dv, 并把计算结果与已知的42个实验值做了详细比较, 结果表明, 计算的振动能级G(v)、 转动惯性常数Bv、 离心畸变常数Dv与实验值符合较好。 利用G(v), Bv导出的光谱常数［谐振频率ωe(2 160.1 cm-1)、 非谐振频率ωeχe(13.1 cm-1)、 转动常数Be(1.918 cm-1)、 振转耦合常数αe(0.017 3 cm-1)］也与实验值的光谱常数［ωe(2 169.8 cm-1), ωeχe(13.3 cm-1), Be(1.931 cm-1), αe(0.017 5 cm-1)］较为符合, 这在一定程度上证明了方法MRCI/Aug-cc-pCVQZ对CO分子基态性质的计算是合适而可靠的。 利用乘积近似方法计算了CO分子在常温、 中温、 高温时的配分函数, 在此基础上, 计算了CO分子在T=296 K时的1-0跃迁带的谱线强度, 通过比较发现, 计算所得的线强度与HITRAN数据库符合较好。 进一步计算的CO分子X1Σ+态1-0, 2-0, 3-0, 4-0, 2-1, 3-1和4-1跃迁带的带强度也与实验值较为吻合, 同时首次计算了CO分子X1Σ+态3-2跃迁带、 4-2跃迁带的线强度及带强度。