《碳納米管、石墨烯中的激子及相關光學性質》是依託南京師範大學，由劉紅擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：碳納米管、石墨烯中的激子及相關光學性質
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：劉紅
- 依託單位：南京師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
碳納米管以及石墨烯都是具有大量離域pi電子的共軛分子結構，有很高的非線性光學極化率，已成為人們關注的新型非線性光學材料。大量實驗表明碳納米管中的光學性質主要由激子控制。本課題擬研究碳管和石墨烯中激子的能量和尺寸與結構的關係，特別是碳管和石墨烯形變對激子基本特性的影響，研究激子與聲子、雜質以及光子的多體相互作用理論，求解激子和聲子、激子和雜質電子態互作用下的量子多體態，計算分析聲子協助的激子態躍遷幾率。並由此計算相關的光譜，探索激子的產生以及與其他準粒子的互作用所導致的弛豫、退相干及湮滅的過程。在此基礎上研究這些量子多體效應對材料發光效率和譜線位移等重要性質的影響。本課題研究內容從微觀理論的角度解釋、預測和探索改進碳管石墨烯材料發光性質以及控制材料發光的可能途徑，指導並服務於這一領域的實驗工作。
結題摘要
碳納米管以及石墨烯都是具有大量離域電子的共軛分子結構，有很高的非線性光學極化率，已成為人們關注的新型非線性光學材料。大量實驗表明碳納米管中的光學性質主要由激子控制。本課題擬研究碳管和石墨烯中激子的能量與尺寸和結構的關係，特別是碳管和石墨烯形變對激子基本特性的影響；研究兩種自旋軌道耦合作用在能帶結構中產生的自旋對稱破缺效應以及Dirac點附近的谷簡併(Valley-degeneracy)破缺效應，這些新效應會導致原先禁止的光躍遷被允許，出現更多的激子態；考慮Coulomb相互作用，採用多帶半導體Bloch方程方法研究各種雷射場極化方向下，含自旋軌道耦合效應時，碳管非線性光學新效應與入射場極化方向、入射角以及碳管結構和螺旋度的關係。本課題研究內容從微觀理論的角度解釋、預測和探索改進碳管石墨烯材料發光性質以及控制材料光致自旋極化的可能途徑，指導並服務於這一領域的實驗工作.
