一、强THz场下半导体中动力学量子干涉的控制（论文文献综述）
艾铭忠[1]（2021）在《基于离子阱系统的量子控制实验研究》文中研究指明量子力学主要描述物质在微观世界中的规律,和相对论一起被认为是现代物理学的两大基石。自第二次量子力学革命以来,受益于人类技术的提高,基于量子力学基本原理的量子保密通讯、量子精密测量和量子计算都得到了很大的发展。特别是最近几年兴起的Noisy Intermediate-Scale Quantum（NISQ）技术概念,要想在短期内将量子技术应用于实际的社会问题,就必须对中等尺度的量子系统进行有效而精确的量子控制。目前世界上探索量子信息处理技术的平台有很多,其中离子阱系统因其量子比特位于真空环境中,相干时间长;拥有全同的量子比特;可以实现任意两个比特的有效耦合等十分突出的优点,获得了大量的关注。在本文中,我们搭建了一套needle形离子阱,并开展了一系列的关于量子控制的研究,主要包括:（1）.实验演示抑制剩余的几何退相干。量子系统的退相干目前是进行精确量子控制和提高量子门保真度的一个非常棘手的阻碍。传统的动力学方法能够有效的抑制动力学退相干,然而却不能抑制几何退相干。我们从量子系统的演化过程出发,设计了改善动力学解耦的方法,可以同时对动力学和几何学退相干进行有效的抑制。我们在囚禁离子的二能级系统上对量子比特在高斯噪声下的退相干情况进行了探索,验证了改善的动力学解耦方法比传统方法可以减小退相干速率一个量级以上。（2）.利用优化控制方法在单个囚禁离子上实现非绝热和乐单比特量子门。通过几何相位设计的量子门具有天然的抗噪声特性,然而在以往的设计中,几何相位门都是需要绝热实现的,系统有限的相干时间往往限制了几何相位门的抗噪音特性。我们利用离子超精细结构中的三能级,发展了一套实现非绝热和乐量子门的方法,该方法对于系统的拉比频率误差干扰相比以往的和乐量子门具有更强的鲁棒性。（3）.在可控噪声驱动下的量子系统中验证反Kibble-Zurek（KZ）机制。KZ机制是描述相变过程的一套普适框架,但是最近几年在铁磁相变等领域也观察到了一些违背KZ机制的现象。由于难以有效的对相变过程中的参数进行有效的控制,目前极少有对这方面的实验探索。我们利用微波中混频高斯噪音,可控的驱动离子中的二能级系统,定量的探索了噪音强度和相变过程中产生缺陷的关系。（4）.实验实现基于强化学习的有效量子控制。我们利用强化学习方法,并且使用绝热路径控制方法中的有效控制时间作为先验信息,发展出了一种可以实现快速而又具有鲁棒性的量子控制方法。不同于绝热路径中需要连续变化的脉冲形式,我们设计了数字式多脉冲驱动的方法完成特定的量子任务。经过实验验证,该方法对于拉比频率误差和失谐频率误差都有很好的鲁棒性。
谢天宇[2]（2021）在《超越量子极限的介观磁共振探测 ——基于金刚石氮-空位色心》文中研究说明认识自然是人类永恒的追求。然而,测量的精度限制着人类认识自然的程度,因此实现更高精度的测量是科学研究的永恒主题。随着上世纪量子力学的诞生,人们认识到自然界存在着一条深刻的基本规律,它在最底层限制着测量的精度,被称为海森堡测不准原理。在后来更为深入的研究中,人们发现对于多个相互独立的量子传感器存在着一个明确的测量精度极限,被称为标准量子极限。更有趣的是,量子纠缠,被爱因斯坦称为幽灵般的相互作用以反驳量子力学的哥本哈根诠释,可被用作一种量子资源来突破标准量子极限,达到测量精度的极限——海森堡极限。这些发现引起了广泛的研究兴趣,并逐渐形成了一个专门的研究领域——量子度量学,是量子精密测量领域的重要组成部分。本文将围绕这两个量子极限展开研究。在这个领域展开研究的实验体系有很多,比如离子阱,冷原子,热原子,玻色-爱因斯坦凝聚体,光子和机械振子等。金刚石固态自旋体系（氮-空位缺陷色心）,因其易初始化,光读出以及室温下优异的相干性质等特点在最近十余年来发展迅猛,但其涉及量子度量学方面的研究仍成果寥寥。目前,因其可作为原子尺度探针的特点,在微观磁探测方面具有独特的优势,已实现了对单个电子自旋和核自旋小系综的磁共振探测。然而,其测磁灵敏度相对较差,远未达到量子极限。本文将致力于提高它的测磁灵敏度至标准量子极限,同时突破单色心的能量分辨极限。进一步,利用多比特纠缠使得相位灵敏度突破标准量子极限,以至接近海森堡极限。为了实现上述目标,需要对该自旋体系的基本控制做一个全面的提升,包括高保真度的纯态制备,高保真度的非局域门以及高保真度的投影测量。这里涉及众多困难的技术实现:高保真度的纯态制备需要借助实时反馈制备负电荷态,施加脉冲激光序列极化电子自旋以及动力学核极化;高保真度的非局域门需要准确描述环境磁噪声,并通过最优控制设计形状脉冲来抵抗磁噪声和控制噪声;高保真度的投影测量需要高稳定的强磁场（～0.8 T）以及高频微波（～25 GHz）并借助重复读出技术来实现。此外,对于多比特的非局域操控需要与电子自旋有强耦合的核自旋,包括伴随缺陷的氮核自旋以及在缺陷周围随机分布的碳十三核自旋。其耦合参数被高精度地测量,达到了赫兹级精度,基于此我们检验了氮-空位缺陷的全同性。我们还提出了一种固态类原子钟的设想,具有高鲁棒性及易集成等优势,未来有望实现商用。接下来,我们利用这个兼具高测磁灵敏度和高空间分辨率的磁探针,实验实现了微观磁共振探测。这里我们选择的探测尺度为50纳米-10微米,本文将其定义为介观尺度,是目前传统磁共振技术无法涉足的领域。然而,在介观尺度上进行磁共振探测仍然是一个新兴领域,因此我们首先建立了一套完整的探测方法及磁信号计算的理论分析框架。然后依据这个理论框架,我们分别实现了介观尺度上的顺磁共振以及核磁共振探测。未来,我们将利用这里发展的方法和技术,广泛地展开细胞生物学和材料科学等领域存在的介观磁现象的研究。
彭育凤[3]（2021）在《噪声量子行走的动力学研究》文中认为量子行走作为经典随机行走在量子力学中的推广,因量子相干的存在,呈现出许多不同于经典随机行走的特性。一方面,量子行走可以实现量子叠加态的幺正演化,对应着量子算法中的并行计算。所以,基于量子行走设计的量子算法相对经典算法具有指数级的加速。另一方面,量子行走可以模拟安德森局域化、拓扑相等诸多物理系统的动力学行为,为新奇物理现象的模拟提供了广阔的平台。量子行走根据系统演化时间的特点,分为连续时间量子行走和离散时间量子行走两类,后者因具有物理实现方式简单且多样化、参数调节范围广等特点,受到研究者的广泛关注。离散时间量子行走的粒子具有自旋（硬币）自由度和坐标自由度,幺正演化算符由自旋转动算符和根据自旋态决定粒子运动方向的平移算符组成。离散时间量子行走就是将幺正演化算符不断作用到粒子波函数的过程。真实的物理系统总是不可避免地受到环境或噪声的影响。大量研究工作探索了离散时间量子行走中考虑空间或时间非均匀噪声后粒子的动力学特征,这些噪声并不具有时间或空间上的关联。本文中,将模拟时间关联噪声的硬币算符和幺正演化算符不断作用到粒子的波函数上,得到粒子在单个噪声实现（noise realization）下的动力学,再将动力学对可能的噪声实现取平均,得到噪声离散时间量子行走（简称为噪声量子行走）粒子的精确动力学。基于Baker–Campbell–Hausdorff公式的一阶近似,推导了噪声量子行走的粒子满足的主方程。定义了相似度,用来衡量由主方程描述的粒子的动力学和精确动力学的一致程度,如果相似度大于0.8,我们就说主方程可以很好的描述噪声量子行走。研究结果表明,随着演化时间的增加,相似度会从最大值1逐渐减小。如果把相似度从1减少到0.8的时间称为主方程的有效时间,可以发现,噪声的关联时间越长,振幅越小,主方程的有效时间就会越长。因为主方程只在有效时间内成立,为了研究噪声量子行走的长时间动力学特征,我们还数值模拟了噪声量子行走的动力学。研究发现,考虑噪声后的量子行走会逐渐过渡到经典随机行走,这种转变在概率分布、坐标的标准差、干涉等多个物理量上都有体现。离散时间量子行走的幺正演化算符实现了粒子坐标自由度和自旋自由度的耦合,从这个意义上可以说,粒子的随机行走模拟了自旋轨道耦合对粒子动力学的影响。更准确的说,离散时间量子行走模拟了粒子在呈现出自旋轨道耦合效应的有效哈密顿量下的连续演化。因为幺正演化算符是空间平移不变的,所以,有效哈密顿量具有布洛赫形式的能带,每一个能级的粒子都有确定的自旋极化;当动量遍历第一布里渊区,能带上粒子的自旋也逐渐变回到初始状态,根据能带上粒子的自旋极化判断出量子行走模拟的拓扑性。自旋轨道耦合效应使得离散时间量子行走能够模拟拓扑非平庸系统,也是拓扑材料中表面态电子导电的根本原因。拓扑材料中的自旋轨道耦合效应,使得能带上电子的自旋和动量一一对应。假设表面态电子所处的环境是单模量子光场,我们研究了电子与单模量子场相互作用后的自旋极化。基于场量子化的基本理论,推导了σ偏振,π偏振和圆偏振三种偏振光的单模算符表达式,然后以Bi2Se3表面态电子与单模σ场耦合为例,在超越旋转波近似下,得到了耦合系统的近似本征态,计算了赝自旋（泡利算符）在近似本征态下的平均值,将平均值乘上材料的g因子（g-factor）,得到了电子的自旋极化。按照这样的方法,再去研究了表面态电子与π偏振和圆偏振单模量子光场相互作用后的自旋极化。本文还研究了Sm B6的表面态电子在单模光场下的自旋极化。研究结果表明,处于单模量子光场中的表面态电子,自旋极化的方向相对原本无光场时不变,但其大小（绝对值）会变小;调整偏振光的入射角,表面态电子的自旋极化会随着入射角的改变同步旋转。
关梦雪[4]（2020）在《强激光场下凝聚态物质超快动力学的第一性原理研究》文中研究指明在强光场辐照下,凝聚态量子材料中各种粒子及准粒子（例如光子、电子、声子、等离激元等）相互耦合,能够产生高度非线性的电子和光学行为,并可能伴随着新的量子态的产生,具有重要的基础科学意义及广阔的应用前景。随着实验技术手段的不断发展,各类新奇的物理现象从凝聚态物质中不断涌现,深入理解其激发态动力学过程已经成为光学、材料科学领域的研究热点。本论文中,我们基于含时密度泛函理论,以三个研究课题为切入点,从第一性原理的角度系统地研究了凝聚态量子材料在强光场驱动下的一系列超快动力学过程,例如高次谐波产生、光电子发射及光致拓扑相变等。本论文的主要内容概述如下:1.我们研究了二维材料MoS2中高次谐波产生的规律以及电子动力学过程。首先,我们揭示了谐波产率对微观电子性质的依赖关系,即光滑平坦的能带色散及贝里曲率有助于谐波强度的增加,其机制在于带间及带内跃迁的协同促进作用。我们提出,可以利用基于应力条件下高次谐波谱的变化重构能带结构,例如带隙大小,色散关系等。其次,我们发现二维材料中的电子动力学过程可以通过改变双色光之间的相位差进行超快地调控,其非线性光电响应特征介于固体体相及气相之间,显示出独特的物理性质。这些发现对未来基于二维材料的光电子器件有一定的启发和帮助。2.我们探究了单壁碳纳米管（SWCNs）中光电子发射的微观图像。在实验中只在半导体型SWCNs中观察到极强光场下的高度非线性电子发射,而金属型SWCNs的表现却类似于普通金属纳米结构。我们利用第一性原理模拟发现,金属型和半导体型碳纳米管截然不同的场发射行为源于费米面附近独特的电子结构。在金属管中,高能量占据态的跃迁由于其线性的能带色散而被禁止,而这对于超高的非线性电流至关重要。除此之外,我们展示了动态的场发射图样,其对应实际场发射过程的早期阶段,由体系的原子和电子结构共同决定,有利于揭示强场电子隧穿的实空间图像。3.我们利用含时密度泛函分子动力学模拟揭示了在第二类外尔半金属WTe2中可以通过改变线偏振光的激光参数调控其相变过程。我们提出在外尔点附近的载流子激发不但要关注外尔点的手性还要仔细分析其附近的波函数原子轨道特征,两者都将导致载流子激发路径的不同选择性。其次,我们给出WTe2中光致拓扑相变对线偏振光极化方向和光子能量依赖的相图。该工作为深入理解外尔点的奇异性提供了理论依据。我们对凝聚态物质中多自由度的相互作用进行了探索,从动力学的角度细致地研究了不同类型材料体系对强激光的响应。这些工作将为未来超快光电器件的设计提供重要的理论指导。
江昱佼[5]（2020）在《周期量级飞秒钛宝石激光驱动的阿秒脉冲产生及测量研究》文中研究指明自从激光在实验室被证明以来,人们对光有了不断深刻的认识和掌控。激光在多个行业中都展示出了重要的价值,例如工业中的激光加工,医疗中的激光成像、激光手术刀,基础科研中的激光研究化学、生物学、材料学等等,不同的应用场景对激光提出了不同的要求,例如能量、波长范围、脉冲宽度等。在超快科研领域,研究分子原子动力学过程广泛采用泵浦探测的方法,这种方法可以将瞬时的状态稳定记录。阿秒泵浦探测是目前最快的“相机”,它可以捕捉电子的跃迁、干涉等行为,要求阿秒量级脉宽的高能量脉冲,并且泵浦探测的装置足够稳定,脉冲的相位也要稳定。本论文正是研究阿秒泵浦探测中的稳定控制与多用途阿秒光源产生,在超快领域有很重要的意义。本论文紧密围绕阿秒泵浦探测实验,从逐级光源产生到稳定控制做了较为完整的研究,主要工作的出发点和取得的成果如下:1、在阿秒脉冲产生的过程中经常要用到少周期量级激光脉冲做驱动,作用于气体,产生阿秒脉冲的转化率很低,要得到更高能量的阿秒脉冲首先要有高能量的少周期量级驱动脉冲。传统的空心光纤展宽光谱的方法由于要维持波导结构,芯径不能过大,输出能量也遇到了瓶颈,并且空心光纤对入射光束指向稳定性要求很高。而固体块材料因为三阶非线性系数太强,入射脉冲很容易自聚焦,进而在材料中成丝,造成材料的不可逆破坏。台湾国立清华大学的孔庆昌老师小组率先使用固体薄片组的结构实现了超过一个倍频程的光谱展宽,输出能量效率为54%,输出单脉冲能量76μJ,输出光斑质量高,光谱相干性好。我们深受启发,进行了固体薄片组展宽光谱的实验,通过优化输入脉冲的参数以及光路几何参数,使用0.1 mm厚度的一组熔石英薄片对钛宝石放大器输出的0.8 m J,30 fs脉冲光谱进行展宽,从740-860 nm展宽至450-960nm,覆盖了一个倍频程,输出单脉冲能量0.7 m J,贝塞尔光斑的中心能量占输入脉冲的85%。后续通过啁啾镜组和尖劈对精细补偿色散,得到了5.4 fs的输出。为首个报道的薄片组展宽光谱后的色散补偿结果,并且首次实现了高能量输出。对比了空心光纤展宽的方法,熔石英薄片组调节方便、对光束指向稳定性不敏感,输出效率高,单脉冲能量高,是一种很有前途的展宽光谱方法。2、在振荡器载波包络相位锁定的情况下,利用上述固体薄片组产生的超连续光谱作为f-2f光谱干涉源,进行了振荡器后载波包络相位慢漂的锁定。在光谱仪积分时间3 ms下得到了RMS=227 mrad的载波包络相位抖动结果。我们在同样的实验条件下同时利用固体薄片组和空心光纤输出脉冲对振荡器后的载波包络相位慢漂进行了锁定,从另一个角度对比两种展宽方式的优劣。首先,薄片组输出的光谱在f-2f光谱干涉仪中的干涉调制深度要优于相应的空心光纤输出光谱。锁定结果表明,薄片组方法后的载波包络相位抖动明显低于空心光纤方法。理论模拟结果也显示固体薄片组展宽方法相对于空心光纤得到的输出脉冲光谱相干性更好,更利于稳定锁定载波包络相位。3、基于上面两个实验得出固体薄片组展宽光谱的方法可以得到更高功率,相干性更好的少周期飞秒脉冲,这对后续阿秒脉冲产生和实验有重大意义,我们用该光源驱动阿秒脉冲串的产生并做了测量。将上述5.4 fs的高功率脉冲直接用于高次谐波产生,后续电子谱测量时由于单级光谱太宽,导致RABITT（双光子跃迁干涉阿秒重建）边带难以分辨。将薄片组的输入能量降低至0.53 m J,适当降低光谱展宽效果,使得后续电子谱边带可分辨。此时发现同样的脉冲能量和焦点直径下,薄片组方法驱动高次谐波产生得到的光通量明显高于空心光纤,这很可能是驱动光相干性好的另一个表现。采用RABITT方法进行阿秒脉冲串测量,得到了一串209 as的脉冲,测试的110分钟内电子谱非常稳定。通过强场近似方法对上述不同输入能量下薄片组得到少周期脉冲产生的高次谐波进行模拟,得到了和实验相符的结果。于是进一步设想在高功率薄片组注入状态下,通过后续带通滤波片对输出光谱进行裁切,使得原本的钛宝石激光器变成准可调谐激光器,这样做的目的是基于很多研究的能级可能处于高次谐波的空缺处,而可调谐激光器的调谐范围通常比较有限,在薄片后对高功率脉冲进行光谱裁切的方法非常经济灵活。我们模拟了裁切后的脉冲驱动得到的高次谐波光谱,考虑了能量损失和光路调节等现实情况,证明了该设想的可行性。4、本实验室的阿秒实验光路目前为共线光路,泵浦光和探测光经过相同的机械元件,稳定性好,缺点是最终阿秒脉冲通过正入射到多层镀膜反射镜上反射,该镜子不仅造价昂贵,也极大限制了反射的中心能量和带宽。如果在产生高次谐波前就将飞秒脉冲分成两路,后续通过打孔镜合束,就可以用略入射的方式反射阿秒脉冲,后续可进行更为广泛的阿秒实验。这种光路为非共线光路,是本实验组未来的规划。由于两路光经过了不同的机械元件,元件各自抖动使得两臂相对臂长不稳定,追求高精度的阿秒实验也无从说起。为了锁定两臂的相对臂长,我们搭建了马赫-增德尔干涉仪,使用532 nm的连续激光,沿着泵浦-探测光路的两臂传播与复合,通过对复合后干涉条纹进行快速傅里叶变换,采用精度高达0.1 nm的高速压电陶瓷平移台进行相对臂长实时调整,编写了高效率的控制软件,实现了臂长一米,两臂间抖动的均方根4.1 as的长达12小时精确锁定,此结果在现有报道中非常优异。这样的精度可以满足目前绝大多数阿秒实验。5、进行了载波包络相位锁定下的相干合成光场驱动高次谐波的实验。将钛宝石放大器输出脉冲通过空心光纤展宽光谱,进一步利用相干合成技术,将脉冲分为650nm-980 nm与450 nm-750 nm两部分,各自补偿色散后合成。分别研究了载波包络相位对长波单独产生高次谐波的影响和不同延时下长短波相干合成共同作用产生的高次谐波。实验显示短波的加入对高次谐波光谱的影响非常明显,光谱由原本的分立状态变成了准连续状态。在实验中,短波成分能量仅约为长波的五分之一,但由于该成分的加入,光场原本简单的时间对称性遭到了破坏,光场被短波明显调制,进而影响电离电子运动。通过强场近似解释了光场调制对高次谐波的影响。
罗帆[6]（2020）在《非共线反铁磁Mn3Sn薄膜的制备及其物理性质研究》文中指出非共线性反铁磁材料的内部原子磁矩按照非平行/反平行的非共线几何关系排布,这一独特的磁结构导致了非共线反铁磁材料中存在一些常见反铁磁材料中无法观察到的物理现象,比如:最近在具有非共线反铁磁结构的Mn3Sn单晶中发现了巨大的反常霍尔效应。然而,对于Mn3Sn薄膜样品的研究,目前仅有少数几个工作报道了具有随机取向的多晶薄膜或呈离散岛状的异质外延薄膜。外延薄膜离散化的可能原因在于Mn3Sn晶格自身的偏聚倾向以及薄膜-衬底间的较大晶格失配。本论文主要探究了连续外延Mn3Sn薄膜的制备工艺,以及影响薄膜中反常霍尔效应的因素。研究结果对进一步理解非共线反铁磁材料中反常霍尔效应现象的成因提供了重要信息。本论文主要开展了以下内容:1.通过逐步选择具有较小失配度的Ru-YSZ、MgO和LiF三种单晶基底上利用磁控溅射手段制备了Mn3Sn薄膜。通过改变Ru缓冲层的厚度,证明了相关文献报道中在异质外延生长过程中的Mn3Sn岛状形貌的主要与衬底与薄膜间的表面能大小相关而非缓冲层质量。通过透射电子显微镜探究外延连续Mn3Sn薄膜的元素分布与断口形貌,发现所获得的连续薄膜样品由具有良好外延性的Mn3Sn晶体与少量非晶组成,样品中存在着Sn的偏聚并在很大程度上导致了样品表面的形貌起伏。最终在Li F单晶衬底上成功制备出具有良好取向性与连续性的（0001）晶面Mn3Sn薄膜,并获得了现有实验条件下的最优工艺参数。2.通过超导量子干涉仪和综合物性测量系统,测量了外延连续Mn3Sn薄膜的磁响应以及电输运性能。结果表明,相对于块体Mn3Sn单晶而言,Mn3Sn薄膜由于晶格缺陷等的引入使样品在垂直薄膜表面产生了未抵消的净磁矩,进而导致在垂直于样品表面的方向上施加磁场时也测得了反常霍尔效应的存在。随着样品厚度的增大,薄膜样品的结晶性得到了改善,同时,上述方向上的反常霍尔效应也逐渐减弱,横向霍尔电阻在磁场下的阶跃值随着厚度的增加而逐渐减小。
杜洪磊[7]（2020）在《FeCo基磁各向异性三明治薄膜的层间交换耦合及光学模共振增强研究》文中研究指明基于铁磁共振的射频和微波器件被广泛地应用于通讯、信息、航空航天以及军事等领域,科技的不断发展对器件的共振频率提出更高的要求。软磁材料的铁磁共振频率决定了磁性高频器件的工作频率上限。随着当今集成电路技术的发展,无外加偏置磁场（自偏置）条件下的高频软磁薄膜材料成为急需材料。近年来,针对具有磁各向异性的自偏置高频软磁薄膜材料开展了大量的研究工作,如利用倾斜溅射、成分梯度溅射、铁磁/反铁磁层间耦合、磁电耦合等。然而,自偏置铁磁共振频率10 GHz以上的软磁薄膜依然很难获得。最近本课题组发现,在具有强层间耦合作用的铁磁/非磁/铁磁（FM/NM/FM）三明治薄膜中,通过调控铁磁层之间的磁矩相对取向,可以得到铁磁共振频率高达18 GHz以上的纯光学模共振,且具有很高的磁导率,有望成为一类具有实用价值的高频软磁材料。因此,研究层间交换耦合机理,调控光学模共振频率和磁导率,成为重要的研究课题。本论文围绕FeCo基磁各向异性三层膜中光学模的形成和调控机制,从样品制备方法、中间非磁层厚度以及通过磁电耦合效应调控等多方面入手开展了一系列工作,主要内容概括如下:（1）通过倾斜溅射法和成分梯度溅射法两种工艺分别制备了FeCoB/Ru/FeCoB（tRu=3.0A）三层膜,均观察到铁磁共振增强现象。倾斜溅射法制备的FeCoB/Ru/FeCoB三层膜相比单层FeCoB具有更好的单轴磁各向异性,各向异性场HK从85 Oe增大到417 Oe,对应的零磁场铁磁共振频率fr从4.23 GHz提高到8.36 GHz,阻尼损耗α仍保持在0.012。特别是由成分梯度溅射法（CGS）制备的三层膜获得了稳定的超高频纯光学模铁磁共振。CGS-FeCoB单层薄膜HK约为90 Oe,但由于强反铁磁耦合作用,三层膜的交换耦合场JICE高达2534 Oe,使得光学支共振频率骤增到18.68 GHz,且初始磁导率μi仍保持在13以上,达到了可实际应用的水平。还发现在特定转换磁场下,其铁磁共振模式可在超高频光学模共振和低频的声学模共振间无损切换,这为频率可重构微波器件设计提供了新的可能。（2）探究不同中间层厚度对FeCoB/Ru/FeCoB三明治薄膜中铁磁层耦合方式以及铁磁共振性质的影响。以CGS-FeCoB单层膜为基础,制备了一系列不同Ru厚度的FeCoB/Ru/FeCoB样品,发现铁磁耦合方式随tRu的变化存在振荡关系,在反铁磁耦合与铁磁耦合间变换,并伴随着耦合强度J的快速衰减。在2.1 A≤tRu ≤15.0A区间范围内均可同时观察到声学支与光学支铁磁共振。特别的,在tRu=3.0A的双线性型耦合（bilinearcoupling）下,得到了单纯的光学支铁磁共振,J1高达-4.41 erg/cm2,frO 19.55 GHz。（3）在（011）切向的PMN-PT单晶衬底上,制备了具有纯光学模共振的FeCoB/Ru/FeCoB三明治薄膜,探究了磁电耦合效应对光学模共振性能的影响。在磁电耦合效应的作用下,三层膜样品的易轴方向随外加电场的增大发生逆时针旋转,且转角大小可通过电场来控制。在外加电场达到10 kV/cm时,易轴方向旋转了 90°,实现了光学模难易轴的互易,并基本保持了原有的高频微波性能,这为光学模工程提供了新的角度。（4）设计并制备了基于光学模共振单元的多种多层膜结构:（FeCoB/Ru）n、[（FeCoB/Ru/FeCoB）/MgO]n 以及[（FeCoB/Ru/FeCoB）/ZnO]n 超晶格结构。最终在[（FeCoB/Ru/FeCoB）/ZnO]n超晶格厚膜中,磁性层的总厚度达到了 250 nm,有效提高了光学模共振样品的磁能密度,并且自偏置光学模共振频率保持在13.5 GHz以上的,初始磁导率高于15。样品在磁场调控下仍旧可以实现双模式铁磁共振的可逆切换:低场区（0-114Oe）为高频光学模共振,高场区（>1140e）转变为低频的声学模共振（约4.5 GHz）。该超晶格结构将为设计和制造多功能集成电路器件提供更大的自由度。
连仲渊[8]（2020）在《α-Mn结构Fe-Mn合金的磁电输运研究》文中研究说明反常霍尔效应（AHE）多年来吸引了人们的广泛关注,理论上,铁磁体中的AHE有公认的三种可能的来源,包括了与杂质散射有关的外禀机制和源于k-空间中的Berry相位的本征机制,这些机制通常与磁化强度成正比。在最近的研究中,AHE在一些具有拓扑自旋结构的体系中被发现,由于同磁结构的拓扑荷有关,这一与磁化强度无关的AHE又被称为拓扑霍尔效应（THE）。通常THE可以用实空间的Berry相机制来理解,这一机制要求输运的电子自旋同局域磁矩间满足强耦合的前提,但是对于相对弱的相互作用耦合则不适用。在最近的理论研究中,Nakazawa等人提出THE在弱耦合情况下可以根据几个物理量间的关系分为几个不同的区域,不同区域的拓扑霍尔电导具有不同的标度关系。自旋玻璃体系作为一种典型的满足弱耦合THE的体系受到了我们的关注,为了研究这一 THE以及其标度关系,我们研究了具有α-Mn结构的Fe-Mn合金的结构、磁性以及电输运性质。在本工作中,我们通过分子束外延手段在MgO单晶衬底上外延生长了一系列的Fe1-xMnx（0.00～0.60）合金薄膜。利用反射式高能电子衍射仪和高分辨X-射线衍射仪我们表征了样品的结构性质,证实了所生长的样品为高质量单晶,外延取向为Fe1-xMnx（001）[110]||MgO（001）[100],所生长样品的晶体结构均是与α-Mn结构相同的体心立方结构。利用直流磁测量和交流磁化率的测量,我们发现F e0.60Mn0.40在低温下会进入自旋玻璃态,这一自旋玻璃态表现在零场冷-场冷磁化强度曲线的分叉,磁弛豫,记忆效应,以及交流磁化率在冻结温度附近表现出频率依赖的尖峰。我们通过交流磁化率结果计算出Mydosh参数为δTf≈0.016,反应出该样品符合标准自旋玻璃而非之前实验报道的团簇自旋玻璃。同时频率依赖交流磁化率尖峰的偏离可以用Vogel-Fulcher定律和动力学临界标度理论进行拟合也表明了该体系符合标准自旋玻璃。同时我们通过机器学习对过去的140种自旋玻璃材料进行了统计学习,利用决策树、随机森林和支持向量机实现了对现有自旋玻璃种类进行分类,根据机器学习的结果,我们认为Fe0.60Mn0.40符合标准自旋玻璃的分类。我们也研究了电输运性质。在低温下我们发现样品的纵向磁电阻具有～T1/2的关系,拟合系数对外加磁场不敏感,说明存在电子-电子相互作用,这也解释了纵向磁电阻在低温下出现的上翘行为。在霍尔效应测量中,我们观察到了类似于磁性测量的结果,也进一步佐证了样品具有自旋玻璃性质。此外我们还系统地讨论了样品的反常霍尔效应。我们发现霍尔效应的一些结果无法简单用磁化强度来解释,表明了霍尔效应中存在一不同于通常的反常霍尔的额外贡献,即拓扑霍尔效应。我们讨论了低温下这一体系的标度关系。
李亮[9]（2020）在《强场高次谐波理论模型及应用研究》文中研究指明强激光场与介质相互作用产生高次谐波是阿秒物理学中的基本现象。利用产生的高次谐波,人们可以获得阿秒（1阿秒?秒）脉冲光源。基于阿秒脉冲光源的超快探测技术为研究物质内部电子动力学过程提供了前所未有的工具,使人们能从更基础的层面去理解微观世界的运动规律。本论文开展了强激光场与物质相互作用产生高次谐波的理论研究,并进一步探索了高次谐波在阿秒光源产生和电子动力学测量等方面的应用。本文的主要研究内容如下:（1）提出了气体高次谐波产生的光子通道模型。在我们的模型中,驱动激光场和谐波光场均进行了二次量子化处理,高次谐波产率可以表示为经由一系列光子通道的贡献的总和。光子通道模型完善了目前气体高次谐波产生的理论体系,并为高次谐波光谱的光量子特性提供了理论解释。分析发现,某一特定光子通道贡献的高次谐波产率遵从幂指数的标度律。基于此,我们预言了高次谐波中的通道竞争效应。进一步通过对光子通道的分析,我们提出了通过调节双色圆偏光频率比的方案来调控产生阿秒脉冲的椭偏率,理论计算表明椭偏率最高可达体?.（2）提出了固体高次谐波的倒空间量子轨迹模型,根据量子轨迹分析,揭示了固体高次谐波产生的四步（预加速、电离、加速、辐射）辐射图像。在我们的模型中,高次谐波的产生过程可以由一组电子轨迹系综描述。通过分析具有不同椭偏率的激光脉冲驱动下产生的高次谐波,我们发现,电子在价带的预加速过程在固体高次谐波产生过程中起着不可或缺的作用。基于此,我们预言了新的截止定律和截止频率拓展现象,跟数值计算结果符合地非常好。另外,通过分析电子轨迹和谐波辐射的时频光谱,我们发现固体高次谐波的辐射机制并不能简单的由再碰撞图像描述,而应该被描述为电子-空穴之间的极化电流,这正是实验中观察到谐波产率的反常椭偏依赖的原因。（3）提出了一种基于时间分辨能隙辐射光谱实时探测半导体中电子布洛赫振荡的方案。通过电子轨迹分析,我们发现能隙辐射光谱的产率与导带上电子的含时布居振荡之间的存在对应关系。基于此,我们提出了实时探测电子布洛赫振荡的实验方案。通过观测能隙辐射信号随泵浦-探测光脉冲延时的关系,我们可以重构出电子在倒空间的布洛赫振荡,当泵浦光强至可以驱动电子到达第一布里渊区边界时,我们还可以探测到发生布拉格反射的时刻和晶格动量。（4）提出了一种基于时域双缝干涉仪重构半导体电子能带结构的方案。利用倒空间轨迹模型,我们将高次谐波产生过程类比为一个时域双缝干涉仪,高次谐波光谱即对应干涉条纹。通过建立电子能带结构和干涉条纹之间的定量关系关系,我们可以从少周期激光驱动下的高次谐波光谱中重构出固体的电子能带结构。我们的方案具有飞秒时间分辨的能力,为探测固体的能带结构和动态调制奠定了基础。
冯国胜[10]（2019）在《外场作用下超冷铯原子光缔合实验研究》文中指出将分子冷却到一个极低的温度,为研究分子丰富的振转能级结构、分子反应动力学和分子间的长程相互作用奠定了基础。近年来,超冷分子已经被广泛的应用于量子精密测量,量子化学,量子计算和量子模拟等许多物理前沿问题的研究,引起了相关领域学者的广泛关注。因此,如何高效制备超冷分子样品成为一个关键的问题。目前,制备超冷分子最主要的方法是基于超冷原子样品的光缔合和Feshbach共振。为了提高超冷分子的产率和制备基态的超冷分子,人们在这两种技术的基础上提出了许多理论和实验方案。把这两种技术结合起来,在Feshbach共振附近研究超冷原子的光缔合,是当前研究的热点问题。进而发展出利用光缔合来操控磁Feshbach共振,利用磁Feshbach共振来优化光缔合的技术路线。本文主要围绕外场作用下超冷铯原子光缔合的实验研究进行展开,首先在高真空环境中制备出温度为μK量级的超冷铯原子样品,再将原子装载到悬浮的光学偶极阱中,通过光缔合技术制备出超冷铯分子,利用吸收成像法获得了共振磁场（d波Feshbach共振附近）,以及非共振磁场操控下的俘获损耗光缔合光谱,并对其做了系统的研究。主要工作如下:1.在磁光阱中俘获超冷铯原子,原子的温度在百μK量级,之后通过压缩磁光阱技术提高原子样品密度,并利用光学粘团技术对原子进行预冷却,温度可以降到39μK左右。最后将原子装载到三维的拉曼光晶格中,利用拉曼边带冷却技术将原子的温度降到1.7μK,并将原子制备到F=3,mF=3态。针对实验中激光频率的锁定,我们发展了一种基于Labview PID子VI和电脑声卡的锁频技术,通过波长计读取激光频率并传输给Labview程序,将激光器锁定在不跳模范围内的任意频率上。2.为了利用磁场和光场操控超冷铯原子间的相互作用,我们将原子装载到光学偶极阱中。此时原子的重力是不可忽略的,在竖直方向上形成一个破坏势。为了抵消原子的重力,分别对磁悬浮技术和光悬浮技术展开了研究。同时为了提高原子的相空间密度,我们搭建了Dimple光阱,研究了梯度磁场和偏置磁场下原子在光阱中的装载。3.对非共振磁场下超冷原子的光缔合进行了研究。在一个大的磁场范围内避开Feshbach共振位置,这样散射长度就随磁场均匀的变化。通过调节碰撞原子对的密度,改变了超冷原子形成超冷分子的光缔合率。我们利用单通道方势阱模型,以散射长度为控制参数,从理论上模拟了实验结果。4.我们测量了d波Feshbach共振附近的光缔合光谱,发现了非对称线型,从而证实了Fano效应,并且观测到了外部磁场对超冷原子分子耦合系统中Fano线型最大值和最小值的增强和抑制。与其他物理系统中观测到的标准的Fano共振相比,我们的实验结果里出现了一个非常明显的小峰。为了解释这一实验结果,我们发展了一种耦合的双Fano共振模型。
二、强THz场下半导体中动力学量子干涉的控制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、强THz场下半导体中动力学量子干涉的控制（论文提纲范文）
（1）基于离子阱系统的量子控制实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 量子计算简介 |
| 1.1.1 量子比特 |
| 1.1.2 量子逻辑门和量子电路 |
| 1.1.3 量子态的测量 |
| 1.1.4 量子计算的物理实现 |
| 1.1.5 量子计算的现状及挑战 |
| 1.2 量子控制简介 |
| 1.2.1 开环量子控制 |
| 1.2.2 闭环量子控制 |
| 1.3 本文结构 |
| 第2章 离子阱系统 |
| 2.1 囚禁原理及系统搭建 |
| 2.1.1 离子囚禁原理 |
| 2.1.2 实验系统搭建 |
| 2.2 初态制备、操作及测量 |
| 2.3 双光子拉曼操作声子 |
| 第3章 剩余几何退相干的有效抑制 |
| 3.1 背景介绍 |
| 3.2 几何相位门中的退相干 |
| 3.3 有效抑制退相干 |
| 3.4 实验结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 非绝热和乐量子计算 |
| 4.1 背景介绍 |
| 4.2 通用单比特量子门 |
| 4.3 两比特门方案 |
| 4.4 实验验证 |
| 4.4.1 量子过程层析(QPT) |
| 4.4.2 Randomized Benchmarking |
| 4.5 实验结果 |
| 4.6 鲁棒性对比 |
| 4.7 四能级和乐量子门 |
| 4.7.1 实验原理 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 可控噪声场下反Kibble-Zurek机制的研究 |
| 5.1 Kibble-Zurek机制背景介绍 |
| 5.2 横场XY链中的反KZ机制理论 |
| 5.3 实验设计及验证 |
| 5.3.1 实验设备 |
| 5.3.2 白高斯噪音的生成 |
| 5.3.3 三种退火方案实施 |
| 5.3.4 最优化退化时间 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于机器学习的鲁棒性量子控制 |
| 6.1 基于机器学习的物理问题 |
| 6.1.1 机器学习理论 |
| 6.1.2 机器学习在量子物理中的应用 |
| 6.2 理论模型 |
| 6.2.1 Shortcut to Adiabaticity模型 |
| 6.2.2 机器学习模型 |
| 6.3 实验实现及结果 |
| 6.3.1 训练与数值实验 |
| 6.3.2 离子系统实验结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（2）超越量子极限的介观磁共振探测 ——基于金刚石氮-空位色心（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第0章 绪论 |
| 0.1 研究背景 |
| 0.1.1 量子控制 |
| 0.1.2 量子精密测量 |
| 0.1.3 介观科学 |
| 0.1.4 核磁共振 |
| 0.2 本文结构 |
| 第1章 NV基本物理与实验平台 |
| 1.1 氮-空位缺陷(NV) —金刚石中的一种点缺陷 |
| 1.1.1 原子构成 |
| 1.1.2 NV制备 |
| 1.2 NV电荷态及其能级结构 |
| 1.2.1 NV电荷态 |
| 1.2.2 NV~-和NV~0的能级结构 |
| 1.3 NV~-基态~3A_2 |
| 1.3.1 初始化和读出 |
| 1.3.2 哈密顿量及幺正操控 |
| 1.3.3 纵向弛豫与退相干 |
| 1.3.4 希尔伯特空间扩展 |
| 1.4 实验平台简介 |
| 1.4.1 平台构成 |
| 1.4.2 磁场稳定性 |
| 第2章 耦合的核自旋 |
| 2.1 周围核自旋的探测 |
| 2.2 ~(14)N核自旋 |
| 2.2.1 理论计算 |
| 2.2.2 赫兹级精度测量 |
| 2.2.3 NV~-全同性 |
| 2.2.4 一种类原子钟 |
| 2.3 强耦合的~(13)C核自旋 |
| 2.3.1 理论计算 |
| 2.3.2 10赫兹级精度测量 |
| 第3章 再论初始化和读出 |
| 3.1 NV~-高保真度初始化 |
| 3.1.1 NV电荷态单次读出 |
| 3.1.2 NV~-高保真度初始化 |
| 3.2 NV~-电子自旋和核自旋高保真度初始化 |
| 3.2.1 NV~-电子自旋高保真度初始化 |
| 3.2.2 核自旋高保真度初始化 |
| 3.2.3 联合初始化 |
| 3.3 高保真度投影测量 |
| 3.3.1 核自旋投影测量 |
| 3.3.2 测量自旋极化度 |
| 第4章 最优控制和高保真度非局域门 |
| 4.1 最优控制和GRAPE算法 |
| 4.1.1 最优控制 |
| 4.1.2 GRAPE算法 |
| 4.2 CNOT门 |
| 4.2.1 构建哈密顿量 |
| 4.2.2 噪声分析与形状脉冲计算 |
| 4.2.3 保真度估计 |
| 4.3 CPhase门 |
| 4.3.1 考虑串扰的形状脉冲计算 |
| 4.3.2 保真度估计 |
| 第5章 突破量子极限的测量 |
| 5.1 量子度量学简介 |
| 5.1.1 费希尔信息和量子费希尔信息 |
| 5.1.2 标准量子极限、海森堡极限和一些重要的量子态 |
| 5.1.3 从实验中获得量子费希尔信息 |
| 5.2 突破能量分辨极限的磁测量 |
| 5.3 突破标准量子极限的相位测量 |
| 5.3.1 实验方法和序列 |
| 5.3.2 相位灵敏度 |
| 5.3.3 误差分析 |
| 第6章 介观磁共振探测 |
| 6.1 原理和方法 |
| 6.1.1 极化信号和涨落信号 |
| 6.1.2 探测距离、空间分辨率以及谱分辨率 |
| 6.2 介观顺磁共振探测 |
| 6.2.1 远距离探测 |
| 6.2.2 并五苯分子的自旋性质 |
| 6.3 介观核磁共振探测 |
| 6.3.1 质子的核磁信号 |
| 6.3.2 单细胞核磁共振成像 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结与评价 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 补充材料 |
| A.1 ~(14)N核自旋相关的数据处理 |
| A.1.1 实验结果 |
| A.1.2 数据处理 |
| A.1.3 与之前实验的比较 |
| 附录B 补充材料 |
| B.1 CPhase门:考虑串扰的控制哈密顿量 |
| B.2 纠缠干涉仪的量子态演化 |
| B.3 量子费希尔信息随自旋数的变化趋势 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（3）噪声量子行走的动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 第2章 基本量子理论 |
| 2.1 量子行走 |
| 2.1.1 连续时间量子行走 |
| 2.1.2 离散时间量子行走 |
| 2.2 量子纠缠及其度量 |
| 2.3 量子相干及其度量 |
| 2.4 几类随机过程 |
| 2.5 离散时间量子行走模拟的自旋轨道耦合效应 |
| 2.6 拓扑绝缘体的自旋轨道耦合效应 |
| 2.6.1 Bi_2Se_3的模型哈密顿量 |
| 2.6.2 SmB_6的模型哈密顿量 |
| 第3章 噪声量子行走 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 两种退相干量子行走 |
| 3.2.1 量子信道噪声 |
| 3.2.2 幺正噪声 |
| 3.3 噪声量子行走 |
| 3.3.1 理想的量子行走 |
| 3.3.2 噪声量子行走及其物理实现 |
| 3.3.3 噪声量子行走的主方程 |
| 3.3.4 噪声量子行走长时间动力学的数值模拟 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 表面态电子外场下的自旋极化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电磁场的量子化 |
| 4.3 关于自旋的三个概念 |
| 4.4 Bi_2Se_3表面态电子的自旋极化 |
| 4.4.1 表面态电子在量子化σ偏振光下的自旋极化 |
| 4.4.2 表面态电子在量子化的π偏振光下的自旋极化 |
| 4.4.3 表面态电子在量子化的圆偏振光下的自旋极化 |
| 4.4.4 结果讨论 |
| 4.5 SmB_6表面态自旋极化 |
| 4.5.1 (?)点和(?)点的表面态无外场时的自旋极化 |
| 4.5.2 SmB_6表面态电子与单模外场耦合后的自旋极化 |
| 4.5.3 结果讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结和展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间学术成果情况 |
| 致谢 |
（4）强激光场下凝聚态物质超快动力学的第一性原理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 强场作用下的半经典三步模型 |
| 1.3 高次谐波产生 |
| 1.3.1 原子分子体系中的高次谐波产生 |
| 1.3.2 固体材料中的高次谐波产生 |
| 1.4 超快电子发射 |
| 1.4.1 金属纳米结构中的光电子发射 |
| 1.4.2 碳纳米管中的光电子发射 |
| 1.5 光致结构相变 |
| 1.6 本论文选题及论文结构 |
| 第2章 理论研究方法 |
| 2.1 密度泛函理论 |
| 2.2 含时密度泛函理论 |
| 2.3 非绝热分子动力学 |
| 2.4 含时密度泛函理论在TDAP中的实现 |
| 2.4.1 TDAP概况 |
| 2.4.2 TDAP计算方法 |
| 2.4.3 相关物理量的计算 |
| 第3章 二维材料中的高次谐波产生 |
| 3.1 背景介绍 |
| 3.2 带间及带内跃迁在高次谐波产生过程中的协同作用 |
| 3.3 对二维材料中电子动力学过程的超快调控 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 单壁碳纳米管中的光电子发射 |
| 4.1 背景介绍 |
| 4.1.1 碳纳米管结构 |
| 4.1.2 碳纳米管基本性质 |
| 4.2 金属及半导体型单壁碳纳米管模型的构建 |
| 4.3 纳米管中光电子发射的动力学过程 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 外尔半金属的光致相变 |
| 5.1 背景介绍 |
| 5.2 外尔半金属中的非线性光学响应 |
| 5.3 WTe_2中光致拓扑相变的第一性原理研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）周期量级飞秒钛宝石激光驱动的阿秒脉冲产生及测量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 啁啾脉冲放大技术 |
| 1.2 少周期量级脉冲产生 |
| 1.3 载波包络相位锁定技术 |
| 1.4 超快光学测量技术 |
| 1.5 激光场中的光电离 |
| 1.5.1 阈上电离 |
| 1.5.2 隧穿电离 |
| 1.5.3 激光电离实验中的动力学过程 |
| 1.6 高次谐波产生 |
| 1.7 泵浦探测技术 |
| 1.8 小结和本论文的内容安排 |
| 第二章 阿秒束线介绍 |
| 2.1 激光器部分 |
| 2.1.1 少周期CEP锁定的钛宝石振荡器 |
| 2.1.2 九通放大器 |
| 2.1.3 双棱镜对压缩器 |
| 2.2 光谱展宽和压缩模块 |
| 2.3 阿秒产生、测量和应用系统 |
| 2.3.1 高次谐波产生装置 |
| 2.3.2 高次谐波的测量装置 |
| 2.3.3 阿秒脉冲的测量装置 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 基于空心光纤和薄片组的高功率少周期脉冲产生 |
| 3.1 空心光纤展宽光谱的实验 |
| 3.2 薄片组压缩脉冲的实验 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 阿秒实验中的光路与载波包络相位锁定 |
| 4.1 使用快速傅里叶变化进行锁定的原理 |
| 4.2 使用单频连续激光进行泵浦探测光路的锁定 |
| 4.3 倍频光谱干涉锁定载波包络相位 |
| 4.3.1 高频部分-振荡器CEP锁定 |
| 4.3.2 倍频光谱干涉锁定CEP |
| 4.4 小结 |
| 第五章 气体高次谐波产生的原理及实验 |
| 5.1 经典三步模型 |
| 5.2 强场近似下的量子方法解释高次谐波 |
| 5.3 高次谐波的相位匹配 |
| 5.4 高次谐波产生谱中的Cooper Minimum |
| 5.5 阿秒脉冲产生和传播的色散管理 |
| 5.6 高次谐波产生的实验以及相干合成光源产生高次谐波 |
| 5.6.1 XUV光谱仪的标定 |
| 5.6.2 CEP锁定周期量级脉冲驱动的高次谐波 |
| 5.6.3 相干合成高次谐波研究 |
| 5.7 小结 |
| 第六章 单阿秒脉冲以及阿秒脉冲串的测量 |
| 6.1 阿秒条纹相机 |
| 6.2 双光子跃迁的干涉阿秒重建 |
| 6.3 使用宽带阿秒脉冲串的RABITT实验 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 对未来工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）非共线反铁磁Mn3Sn薄膜的制备及其物理性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 反铁磁自旋电子学 |
| 1.2.1 反铁磁自旋电子学概述 |
| 1.2.2 反铁磁自旋电子学的研究现状 |
| 1.3 反常霍尔效应简介 |
| 1.3.1 反常霍尔效应的发现与早期研究 |
| 1.3.2 反常霍尔效应的内在机制讨论 |
| 1.3.3 反常霍尔效应在反铁磁中的发现 |
| 1.4 Mn_3Sn材料简介 |
| 1.5 本论文选题依据及研究内容 |
| 1.5.1 本论文选题依据 |
| 1.5.2 本论文主要研究内容 |
| 第2章 薄膜样品的制备及其表征方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 薄膜样品制备技术 |
| 2.3 薄膜样品表征方法 |
| 2.3.1 原子力显微镜 |
| 2.3.2 扫描电子显微镜 |
| 2.3.3 透射电子显微镜 |
| 2.3.4 X射线衍射仪 |
| 2.3.5 超导量子干涉仪 |
| 2.3.6 综合物性测量系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 外延Mn_3Sn薄膜的制备与结构表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方案 |
| 3.3 衬底的处理与表征 |
| 3.3.1 衬底的清洗与准备 |
| 3.3.2 缓冲层的制备 |
| 3.3.3 衬底表面形貌与晶格取向 |
| 3.4 Mn_3Sn薄膜的制备及其质量表征 |
| 3.4.1 磁控溅射沉积流程 |
| 3.4.2 单晶YSZ衬底表面沉积薄膜工艺探索 |
| 3.4.3 单晶MgO衬底表面沉积薄膜工艺探索 |
| 3.4.4 单晶LiF衬底表面Mn_3Sn薄膜的制备与表征 |
| 3.4.5 连续Mn_3Sn薄膜的断口形貌及其元素分布 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 外延Mn_3Sn薄膜的物理性质研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Mn_3Sn基本物理性质表征 |
| 4.2.1 Mn_3Sn薄膜的磁性质表征 |
| 4.2.2 Mn_3Sn薄膜的电输运性质表征 |
| 4.3 厚度对Mn_3Sn薄膜结晶质量与反常霍尔效应的影响研究 |
| 4.3.1 厚度对Mn_3Sn薄膜的断口形貌及其元素分布的影响研究 |
| 4.3.2 厚度对Mn_3Sn薄膜的电输运性质的影响研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 论文展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）FeCo基磁各向异性三明治薄膜的层间交换耦合及光学模共振增强研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及选题意义 |
| 1.1.1 高频软磁薄膜的发展 |
| 1.1.2 FeCo基单层软磁薄膜及其高频特性 |
| 1.1.3 层间耦合多层膜的高频磁共振特性 |
| 1.2 本论文的主要研究内容与章节安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 理论知识 |
| 2.1 铁磁材料的静态磁性参数 |
| 2.2 磁各向异性 |
| 2.2.1 磁晶各向异性 |
| 2.2.2 应力各向异性 |
| 2.2.3 形状各向异性 |
| 2.2.4 交换各向异性 |
| 2.2.5 感生各向异性 |
| 2.3 软磁材料的高频铁磁共振 |
| 2.3.1 复数磁导率 |
| 2.3.2 共振磁谱 |
| 2.3.3 磁矩的进动-LLG方程 |
| 2.3.4 铁磁薄膜磁导率的求解 |
| 2.4 层间耦合三明治薄膜的磁化动力学 |
| 2.4.1 FM/NM/FM三层膜的自由能 |
| 2.4.2 FM/NM/FM三层膜的磁滞回线 |
| 2.4.3 FM/NM/FM三层膜的铁磁共振模式 |
| 参考文献 |
| 第三章 样品制备及测量分析手段 |
| 3.1 薄膜样品制备——磁控溅射沉积技术 |
| 3.2 样品测量分析手段 |
| 3.2.1 X射线衍射仪 |
| 3.2.2 原子力显微镜 |
| 3.2.3 超导量子干涉仪 |
| 3.2.4 交变梯度强磁计 |
| 参考文献 |
| 第四章 铁磁共振性能测试系统(VNA-FMR和宽带FMR)的研发 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 VNA-FMR测试系统研发 |
| 4.2.1 散射参数 |
| 4.2.2 复数磁导率的测量 |
| 4.2.3 磁各向异性和饱和磁化强度的VNA-FMR测量 |
| 4.2.4 色散关系图谱的VNA-FMR测量 |
| 4.2.5 铁磁共振极图的VNA-FMR测量 |
| 4.3 宽带铁磁共振测试系统的搭建 |
| 4.4 表面磁光克尔效应测试仪 |
| 参考文献 |
| 第五章 FeCoB/Ru/FeCoB三明治薄膜的层间耦合作用与光学模共振增强 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 倾斜溅射法制备FeCoB/Ru/FeCoB三明治薄膜的光学模共振增强 |
| 5.2.1 样品制备 |
| 5.2.2 静态磁性表征 |
| 5.2.3 动态磁性表征 |
| 5.2.4 小结 |
| 5.3 成分梯度溅射法制备FeCoB/Ru/FeCoB三明治薄膜的光学模共振增强 |
| 5.3.1 样品制备 |
| 5.3.2 静态磁性表征 |
| 5.3.3 动态磁性表征 |
| 5.3.4 小结 |
| 5.4 中间层Ru厚度对光学模共振性能的调控 |
| 5.4.1 样品制备 |
| 5.4.2 静态磁性表征 |
| 5.4.3 动态磁性表征 |
| 5.4.4 小结 |
| 5.5 基于磁电耦合效应的光学模共振调控 |
| 5.5.1 试验方法 |
| 5.5.2 高频动态磁性 |
| 5.5.3 小结 |
| 5.6 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第六章 超晶格结构多层膜的光学模共振及光学模工程应用探索 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 (FeCoB/Ru)_n超晶格多层膜 |
| 6.2.1 实验条件 |
| 6.2.2 静态磁性 |
| 6.2.3 高频动态磁性 |
| 6.2.4 小结 |
| 6.3 [(FeCoB/Ru/FeCoB)/MgO]_n超晶格厚膜 |
| 6.3.1 实验过程 |
| 6.3.2 测量结果与讨论 |
| 6.3.3 小结 |
| 6.4 [(FeCoB/Ru/FeCoB)/ZnO]_n超晶格厚膜 |
| 6.4.1 实验过程 |
| 6.4.2 静态磁性 |
| 6.4.3 高频动态磁性 |
| 6.4.4 小结 |
| 6.5 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文与专利 |
| 博士期间参加的学术会议 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（8）α-Mn结构Fe-Mn合金的磁电输运研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景:反铁磁自旋电子学 |
| 1.2 非共线反铁磁体中的反常霍尔效应 |
| 1.3 自旋手性和反常霍尔效应 |
| 1.4 自旋玻璃 |
| 1.4.1 概念 |
| 1.4.2 分类 |
| 1.4.3 性质 |
| 1.4.4 霍尔效应 |
| 1.5 铁锰合金 |
| 1.6 本文研究动机和研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 基本概念 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Berry相 |
| 2.3 反常霍尔效应 |
| 2.4 拓扑霍尔效应 |
| 2.5 机器学习 |
| 参考文献 |
| 第三章 实验方法 |
| 3.1 样品生长 |
| 3.1.1 分子束外延技术 |
| 3.1.2 基片处理 |
| 3.2 结构表征 |
| 3.2.1 反射式高能电子衍射仪 |
| 3.2.2 高分辨X射线衍射 |
| 3.2.3 X射线反射率 |
| 3.2.4 高分辨透射电子显微镜 |
| 3.3 磁性测量 |
| 3.3.1 直流磁性测量 |
| 3.3.2 交流磁化率的测量 |
| 3.4 电输运测量 |
| 3.4.1 微加工工艺 |
| 3.4.2 基于物性测量系统的电输运测量 |
| 3.5 机器学习 |
| 参考文献 |
| 第四章 样品生长与结构表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品生长 |
| 4.2.1 标定 |
| 4.2.2 生长与原位表征 |
| 4.3 结构表征 |
| 4.3.1 高分辨X射线衍射 |
| 4.3.2 透射电子显微镜 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 磁性表征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 直流磁性 |
| 5.3 磁弛豫 |
| 5.4 交流磁化率 |
| 5.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 基于机器学习的自旋玻璃材料分类 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 数据获取和预处理 |
| 6.3 决策树与随机森林 |
| 6.4 支持向量机 |
| 6.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 电输运性质 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 纵向电阻率 |
| 7.3 霍尔效应 |
| 7.4 磁电阻 |
| 7.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第八章 拓扑霍尔效应 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 零场霍尔效应 |
| 8.3 反常霍尔效应的标度 |
| 8.3.1 反常霍尔效应标度方法 |
| 8.3.2 Fe0.55Mn0.45 AHE的标度关系 |
| 8.4 拓扑霍尔效应的标度 |
| 8.5 小结 |
| 参考文献 |
| 结论 |
| 硕士期间研究成果及参与项目 |
| 致谢 |
（9）强场高次谐波理论模型及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 原子分子高次谐波产生 |
| 1.2 固体高次谐波产生 |
| 1.3 论文的主要工作 |
| 2 强激光与物质相互作用的理论模型 |
| 2.1 单电子含时薛定谔方程 |
| 2.2 半导体布洛赫方程 |
| 2.3 小结 |
| 3 高次谐波产生的光子通道模型 |
| 3.1 光子通道模型的建立 |
| 3.2 高次谐波产生过程中的通道竞争效应 |
| 3.3 基于光子通道模型的高次谐波产生的标度律 |
| 3.4 高效产生大椭偏阿秒脉冲 |
| 3.5 小结 |
| 4 高次谐波产生的倒空间轨迹模型 |
| 4.1 二维光场驱动固体产生高次谐波 |
| 4.2 倒空间轨迹模型的建立 |
| 4.3 基于倒空间轨迹模型的高次谐波光谱结构分析 |
| 4.4 检验固体高次谐波产生中的再碰撞图形 |
| 4.5 小结 |
| 5 基于能隙辐射谱实时探测布洛赫振荡 |
| 5.1 固体高次谐波光谱中的能隙辐射信号 |
| 5.2 能隙辐射的性质 |
| 5.3 基于含时分辨的能隙光谱实时探测布洛赫振荡 |
| 5.4 小结 |
| 6 基于时域双缝干涉仪重构电子能带 |
| 6.1 时域双缝干涉仪的构建 |
| 6.2 少光周期光驱动下固体高次谐波产生 |
| 6.3 时域双缝干涉仪与高次谐波光谱的对应关系 |
| 6.4 电子能带结构重构 |
| 6.5 小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 主要内容与结果讨论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 博士期间发表的学术论文 |
（10）外场作用下超冷铯原子光缔合实验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 超冷分子的研究进展 |
| 1.2 光缔合制备超冷分子 |
| 1.3 Feshbach共振制备超冷分子 |
| 1.3.1 超冷原子的Feshbach共振 |
| 1.3.2 Feshbach分子的制备 |
| 1.4 外场操控超冷原子光缔合的研究意义和进展 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 超冷分子的相关基础理论 |
| 2.1 超冷原子光缔合基本理论 |
| 2.1.1 单色光缔合线型公式 |
| 2.1.2 双色光缔合线型公式 |
| 2.2 Feshbach共振基本理论 |
| 2.2.1 基本的碰撞物理 |
| 2.2.2 基本的分子物理 |
| 2.2.3 相关共振散射模型 |
| 参考文献 |
| 第三章 超冷铯原子的密集制备 |
| 3.1 铯原子磁光阱 |
| 3.1.1 激光冷却原子的基本原理 |
| 3.1.2 铯原子能级结构 |
| 3.1.3 磁光阱 |
| 3.2 压缩磁光阱和光学粘团技术 |
| 3.2.1 压缩磁光阱 |
| 3.2.2 光学粘团技术 |
| 3.3 简并拉曼边带冷却技术 |
| 3.3.1 三维光晶格装载超冷铯原子 |
| 3.3.2 简并拉曼边带冷却 |
| 3.4 磁悬浮偶极阱装载超冷铯原子 |
| 3.4.1 光学偶极阱基本内容 |
| 3.4.2 磁悬浮偶极阱 |
| 3.5 光悬浮偶极阱装载超冷铯原子 |
| 3.5.1 光悬浮理论模型 |
| 3.5.2 实验方法与讨论 |
| 3.5.3 小结 |
| 3.6 Dimple阱装载超冷铯原子 |
| 3.6.1 Dimple阱装载方案 |
| 3.6.2 Dimple阱理论模型 |
| 3.6.3 梯度磁场和偏置磁场下的Dimple阱装载研究 |
| 3.6.4 小结 |
| 3.7 基于Labview PID VI和声卡的频率锁定 |
| 3.7.1 锁频方法 |
| 3.7.2 锁频结果 |
| 3.7.3 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 非共振磁场下超冷原子光缔合研究 |
| 4.1 非共振磁场下超冷铯原子光缔合 |
| 4.1.1 实验方案 |
| 4.1.2 非共振磁场下光缔合 |
| 4.2 单通道方势阱模型 |
| 4.3 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 超冷原子分子耦合系统中Fano效应研究 |
| 5.1 Fano效应 |
| 5.2 Fano效应实验研究 |
| 5.2.1 实验方案 |
| 5.2.2 利用光缔合光谱观察Fano效应 |
| 5.2.3 超冷原子光缔合的光致频移 |
| 5.3 对实验结果的理论分析 |
| 5.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 攻读学位期间完成的学术论文 |
| 攻读学位期间参与的项目 |
| 博士研究生期间获奖情况 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
四、强THz场下半导体中动力学量子干涉的控制（论文参考文献）
- [1]基于离子阱系统的量子控制实验研究[D]. 艾铭忠. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [2]超越量子极限的介观磁共振探测 ——基于金刚石氮-空位色心[D]. 谢天宇. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [3]噪声量子行走的动力学研究[D]. 彭育凤. 东北师范大学, 2021(09)
- [4]强激光场下凝聚态物质超快动力学的第一性原理研究[D]. 关梦雪. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2020(02)
- [5]周期量级飞秒钛宝石激光驱动的阿秒脉冲产生及测量研究[D]. 江昱佼. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [6]非共线反铁磁Mn3Sn薄膜的制备及其物理性质研究[D]. 罗帆. 中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所), 2020(01)
- [7]FeCo基磁各向异性三明治薄膜的层间交换耦合及光学模共振增强研究[D]. 杜洪磊. 山东大学, 2020(08)
- [8]α-Mn结构Fe-Mn合金的磁电输运研究[D]. 连仲渊. 兰州大学, 2020
- [9]强场高次谐波理论模型及应用研究[D]. 李亮. 华中科技大学, 2020(01)
- [10]外场作用下超冷铯原子光缔合实验研究[D]. 冯国胜. 山西大学, 2019(01)