1 淮阴师范学院物理与电子电气工程学院，淮安 223300
2 南京大学电子科学与工程学院，固体微结构物理国家重点实验室，南京 210023
采用射频(RF）等离子体增强化学气相沉积系统制备了硅/二氧化硅多层膜样品，在异质结限制性晶化作用下得到了尺寸均匀的磷/硼共掺杂纳米硅。通过拉曼光谱(Raman)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)研究了磷/硼共掺杂纳米硅/二氧化硅多层膜的微观结构和杂质的分布特点。低温电子顺磁共振(EPR)结果表明，磷、硼杂质可以改变纳米硅的表面化学结构并充分钝化表面处的非辐射复合缺陷。Hall效应测试发现磷和硼杂质可替位式地掺入到纳米硅的内部，且磷杂质具有更高的掺杂效率；通过改变磷硼杂质的掺杂比例可以调控纳米硅的导电类型和载流子浓度。在小尺寸磷/硼共掺杂纳米硅中获得了1 200 nm处满足光通信波段的近红外发光，并通过调控磷的掺杂浓度实现了近红外发光的增强。通过时间分辨荧光光谱测试，结合EPR结果探讨了磷掺杂对纳米硅内部辐射复合和非辐射复合过程的调控使1 200 nm发光增强的物理机制。
纳米硅 掺杂 微结构 电子顺磁共振 霍尔效应 光致发光 光电性质 Si NCs doping microstructure EPR Hall effect photoluminescence optical-electrical property
广州城市理工学院珠宝学院, 广东 广州 510800
方钠石为似长石类矿物, 常作为无机光致变色材料广泛应用于建筑、 照明和放射量测定等领域。 高品质方钠石宝石以其迷人的光致变色效应为大众熟知, 并得到消费者认可, 价格也不断攀升。 因天然宝石级方钠石的宝石学特征和光致变色机理研究较薄弱, 为鉴定提供理论依据并探究其变色机制, 特选取具光致变色效应的天然白色方钠石分别进行UVA(365nm)和UVC(254 nm)紫外光致变色实验, 并结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)和电子顺磁共振波谱(EPR), 探讨其光致变色机理。 紫外光辐照实验显示, 天然白色方钠石具有橙粉色-橙红色荧光, 受UVA紫外光辐照5分钟变为紫红色, 可维持1~2 min, 使用白光(700~400 nm)照射可以快速褪至初始白色; 受UVC紫外光辐照, 紫色调浓度持续加深且产生持久稳定的光致变色; 初始白色样品紫外荧光强度明显强于光致变色后紫红色样品。 FTIR吸收光谱指示, 5 250 cm-1处强吸收峰归属于H2O的弯曲振动与伸缩振动的组合吸收, 证实存在结晶水; 4 698和4 555 cm-1两处弱吸收峰与金属阳离子(M)和O—H相互吸引而成的面外弯曲振动γ(M—OH)有关(M=Mg2+, Na+, K+, Al3+); 1 002 cm-1处强吸收峰与标准方钠石吸收特征相比, 向高波数偏移约20 cm-1, 指示硅氧四面体结构中AlⅣ含量减少, 结合EPR波谱结果认为上述现象可能由Mn2+和Ti3+替换AlⅣ—O四面体结构所致, 并分别形成以3 511 G(g=2.002)处为中心的多条超精细谱线及3 573 G(g=1.967)处单一谱线。 UV-Vis和EPR谱指示, 白色方钠石短波紫外产生持续光致变色产生的主要原因是, 因S22-替代Cl-导致体系存在部分Cl缺失(空位VCl)来平衡电价, S22- 受紫外线激发分解: S22-→2-+e-, e-进入导带而被VCl捕获形成色心, 位于色心的电子转变为激发态而产生539 nm宽吸收带, 伴有向紫外区的拖尾增强吸收, 导致样品呈紫红色, EPR 3 480 G(g=2.02)处单一谱峰可作为判别依据。
白色方钠石 光致变色 发光性 电子顺磁共振波谱(EPR) White Sodalite Tenebrescence Luminescence EPR Spectrum 光谱学与光谱分析
2021, 41(12): 3936
1 山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
2 山西大学光电子研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室, 太原 030006
多组分EPR导引可以通过操控不同量子节点中的信息来实现安全量子网络,是安全量子网络的核心资源。通过在连续变量光场中加入分束器模拟损耗和高斯噪声的方式实现了多组分EPR导引。通过建立多组分纠缠态间的协方差矩阵,量化了纠缠态间的EPR导引特性。此外,研究了EPR导引参数随高斯噪声及分束器透射率的变化关系, 实现了不同模式间的单向EPR导引,为实现安全量子通信的单向性提供了参考。
量子光学 EPR导引 单向导引 不对称性 噪声 量子网络 中国激光
2021, 48(20): 2012001
1 山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
2 山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西 太原 030006
不同用户之间的信息操控关联性在安全量子通信中具有重要的意义。EPR导引是安全量子网络中必要的资源,即一方可以利用共享的纠缠来导引相距遥远的另一方。提出一种基于纠缠交换的量子开关方案,在两个空间分离的EPR纠缠交换过程中,设置一个可调谐分束器作为控制开关,观察了EPR导引方向与可调谐分束器反射率的依赖关系,并研究了不同用户之间导引方向的操控。该方案对安全量子通讯具有参考价值。
量子光学 EPR导引 量子开关 不对称性 纠缠交换 量子通讯 光学学报
2021, 41(16): 1627002
1 西安建筑科技大学华清学院物理教研室, 西安 710043
2 西安建筑科技大学理学院, 西安 710055
通过对角化364×364完全能量矩阵的理论方法, 对掺杂在Bi4Ge3O12晶体中的Er3+的Stark能级和EPR参数进行了研究, 同时, 定量分析了高阶晶体场混合效应和J-J混合效应对EPR g因子的影响。研究结果表明: 对Er3+来说, 最主要的J-J混合效应来源于多重态谱项2K15/2, 其对EPR g因子的贡献约占2.5%, 而最主要的高阶晶体场混合效应来源于第一激发多重态4I13/2和基态多重态4I15/2之间的晶体场混合, 其对各向异性g因子中g⊥的贡献大致是g//的两倍(即g⊥约占 0.21%, g//约占0.092%), 其他更高阶的晶体场混合和J-J混合效应可以忽略不计。因此, 对于Er3+掺杂的络合物系统来说, 只考虑基态多重态4I15/2对EPR g因子的贡献应该是一个很好的近似。
晶体场效应 J-J混合效应 EPR g因子 Er3+ Er3+ Bi4Ce3O12 Bi4Ge3O12 crystal-field effect J-J mixing effect EPR g-factor
1 山西大学物理与电子工程学院, 山西 太原 030006
2 山西大学光电子研究所量子光学与量子光学器件国家重点实验室, 山西 太原 030006
EPR(Einstein-Podolsky-Rosen)导引是一种特殊的量子现象,允许纠缠系统中的一方导引另一方,在单向的安全量子网络通信、量子秘密共享等量子协议中具有潜在的应用价值。基于连续变量两组分纠缠交换方案,对完成纠缠交换的两组分系统通过非对称调制和单端噪声引入两种方式,建立协方差矩阵,对最终输出的两组分纠缠量子态间的EPR导引特性进行分析和比较。研究量子系统中两组分EPR导引特性在两个模式间的变化情况,以及连续变量纠缠交换后两组分EPR导引参数随经典调制因子及噪声大小的变化关系,此理论研究结果为安全量子通信的实现提供了可行性参考。
量子光学 EPR导引 纠缠交换 连续变量
1 天津大学 理学院,天津 300072
2 中国科学院 物理学院,北京 101400
3 中国科学院 绿色智能技术研究院,重庆 400714
Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)导引是一种介于量子纠缠和贝尔非定域性之间的量子关联,它存在于不具有定域隐态模型描述的纠缠态中。定域隐态模型是指,对复合系统子系统的测量输出,包括测量结果和其余部分塌缩后的态,可以利用经典随机变量和制备单体态来模拟。构造一族态最优的定域隐态模型,等价于给出该族态EPR导引的充要判据。然而,定域隐态模型的构造是个相当困难的问题,现有的大部分结果都可以看成是Werner在1989年所给模型的在不同意义上的变形。本文首先介绍EPR导引及定域隐态模型的定义和一些普遍性质,而后重点讨论正交测量下两量子比特系统的定域隐态模型,其中尤其值得注意的是T态与Werner态在定域隐态模型问题上的对应关系。
量子信息 Einstein-Podolsky-Rosen导引 定域隐态模型 量子比特 quantum information Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) steering local hidden state model qubit
山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
EPR(Einstein-Podolsky-Rosen)导引展现出一种不同于量子纠缠态与Bell非局域性的量子非局域性,其中单向EPR导引在量子秘密共享中尤为重要。提出了一种通过在EPR纠缠态的一方增加噪声来改变EPR导引特性的方案,在引入噪声之后,分析了导引参数与可变分束器的反射率之间的关系,并研究了EPR导引的方向由双向到单向的改变过程。该研究对非对称的量子非局域性操控以及量子信息传递过程中的量子控制具有重要意义。
量子光学 EPR导引 噪声 非对称性 量子信息
四川师范大学 物理与电子工程学院，成都 610101
在晶体场理论(CF机制)和电荷转移机制(CT机制)的基础上，结合双自旋-轨道耦合参量模型、自旋哈密顿量的高阶微扰公式及晶场能量公式计算得到C3H7NO2∶VO2+ 晶体的自旋哈密顿量(EPR参量)和吸收光谱，及电荷转移跃迁能级.对比只采用CF机制和采用双重机制下的计算结果，发现高价钒离子(V4+)掺杂在C3H7NO2晶体中的CT机制对于其EPR参量的影响不能忽略.
超精细结构 EPR参量 晶体场理论 CT机制 Hyperfine structure Spin Hamiltonian parameters Crystal field theory CT mechanism C3H7NO2∶VO2+ C3H7NO2∶VO2+
1 南京林业大学南方现代林业协同创新中心, 江苏 南京 210037
2 南京林业大学林学院, 江苏 南京 210037
3 南京林业大学理学院, 江苏 南京 210037
4 南京林业大学现代分析测试中心, 江苏 南京 210037
5 河南中烟工业有限责任公司技术中心, 河南 郑州 450000
自由基存在于人体和卷烟烟气中, 会引起人体病理反应和氧化损伤, 种类和形态多样, 如: O-·2, HO·, R·, RO·, ROO·。 电子顺磁共振法(EPR)是检测和定量分析自由基的重要方法之一。 银杏叶提取物(EGB)是由黄酮、 内酯、 原花青素类成分组成的植物药, 具有较好清除自由基和抗氧化能力。 本文以槲皮素、 芦丁、 原花青素等化合物为对照, 运用EPR法结合自旋捕集技术研究EGB和EGB卷烟对DPPH, HO·, O2-·、 烟气气相自由基、 烟气粒相自由基的抑制水平。 结果表明, EGB能够有效抑制化学/生物系统和卷烟烟气产生的自由基。 尽管抑制自由基整体水平比黄酮单体和原花青素弱, 但EGB提取方法简单容易得到, 可作为天然抗氧化剂和自由基清除剂用于食品和烟草等行业。 EPR法灵敏度高, 稳定性好, 是用于自由基研究的可靠方法。 捕集剂DEPMPO捕集O2-·更加高效, PBN捕集烟气气相自由基比DMPO更有优势。 该研究讨论了EGB清除自由基的机理, 丰富的酚羟基结构是其抗氧化作用的主要原因。
自由基 银杏叶提取物 银杏叶卷烟 自旋捕集 烟气 EPR EPR Free radical EGB EGB cigarette Spin trapping Smoke 光谱学与光谱分析
2017, 37(4): 1322
