量子点与纳米机械振子耦合系统中的相干光学特性研究(3)
时间:2021-11-11 20:32 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
(2) 水相直接合成法 它指的是在水相中量子点可以直接合成,具有成本低,操作方便,表面电荷和表面性能可以控制,重复率高等优点,现在已成为目前研究的重点。当前,以水溶性巯基试剂作稳定剂是水相直接合成水溶性量子点的主要技术。 1。1。5 量子点的发展与应用 随着纳米技术的前进发展,人们已经突破了自然界的束缚,在已有原子分子基础上,构造出如量子点、金属纳米颗粒、量子线以及单层石墨等等各种具有量子效应的纳米颗粒。除了这些纳米材料之外,自然界一些生物大分子,比如蛋白质分子和DNA、RNA,在特殊条件下也会具有量子效应特点。此外,还有一些材料,如碳纳米管,纳米机械系统等,虽然它们大多是在微米尺度的规模,但特殊情况下也可以在某一纳米量级上,从而在一定的条件下同样能显示出量子效应[4]特征。这些纳米材料,粒子半径往往介于100纳米到数微米,或者更体现为高尺度上,因而我们可以将其发展作为新的基础材料。而将这些基本的纳米基础材相互组装拼凑结合,便可以产生新的人工复合材料。在这些特殊的复合材料有时会表现出不同于单个纳米材料的新的电学、光学、磁学和生物学而独特的效应,而这在医学、医药以及新能源等领域,具有极其重要的应用价值与发展前景。此外,这些尺度介于微观与宏观之间的全新的人工复合材料,能够表现出奇特的介于量子力学和经典力学之间的物理现象,从而将会架起经典力学与量子力学之间的桥梁,可以使人们可以深入了解到从经典力学到量子力学之间的过渡效应,从而可以验证量子力学中的推断和假设,帮助我们深入了解物理本质。 1。2 相干布居振荡效应 相干布局振荡效应(CPO)是一种量子相干技术,本质上是一种量子效应。它能在介质中产生一个光谱烧孔,这个烧孔是由于探测光与控制光同时射入介质后,基态粒子将会以它们之间的拍频在亚稳态和基态之间产生周期性震荡,称之为相干布局震荡效应。当拍频 小于或者等于粒子亚稳态寿命Г的倒数时,粒子在基态与亚稳态的分布会受到粒子的周期性振荡的影响,从而减小探测光的吸收或者是放大,进而产生吸收或着增益饱和的现象,并在吸收谱或者是增益谱中产生烧孔。烧孔的带宽与亚稳态的寿命有关,与它寿命的倒数成正比,并且有着随着泵浦功率增大而带宽展宽的特点[1,5]。在烧孔附近,其折射率将会发生突变,所以信号光产生延迟或者超快[1]。 1。3 纳米机械振子 1。3。1 纳米机械振子的概念与性质 纳米机械振子(nanomechanical resonator),简称NAMR。它是纳米机械系统中非常重要的一种。它具有质量轻、振动频率高、体积小等优点。由于纳米机械系统的尺寸位于微观与宏观之间,所以纳米机械系统不仅有上面的量子效应,也具有宏观的经典力学效应[3],因而纳米机械振子是钻研经典力学与量子力学之间联系的重要工具[4]。以前由于机械振子的尺寸和质量较大,与光或电子在机械振子中的相互作用比较小,因此人们常常忽略他们的相互作用,现在,我们经常将纳米机械振子和其他系统耦合起来,以此来得到新的量子现象。 1。3。2 纳米机械振子的应用 纳米机械振子还具有高品质因子、高灵敏度等优点,这些特性激发人们创造了更多的实用性器件。超高的灵敏度使得纳米机械振子在传感器方面的得到了应用,测量位移、质量、作用力、磁场、温度等方面具有先天优势,典型的微机械传感器包括压力传感器、加速度计和陀螺仪。而高品质因子则被用于量子计算、量子信息处理等。 (责任编辑:qin) |