量子態動力學演化的多維譜學研究

《量子態動力學演化的多維譜學研究》是依託中國科學技術大學，由江俊擔任項目負責人的重大研究計畫。

基本介紹

• 中文名：量子態動力學演化的多維譜學研究
• 項目類別：重大研究計畫
• 項目負責人：江俊
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

本項目致力於發展和套用量子化學理論方法，模擬多維光譜探測納米碳材料中的量子態動力學演化過程。具體探測機理包括多維紫外和可見光譜探測單光子態耦合，多維電子光譜探測單電子態耦合，多維紅外光譜與拉曼光譜探測單聲子態及其與電子態的耦合。我們將以多晶石墨烯複合結構和碳球-芳烴過渡元素拓撲結構為研究對象，分別通過調節材料結構（缺陷、摻雜、及氧化基團），和外加電場或力場，來研究材料結構與環境變化對量子態的影響，並模擬多維光譜反映的光學躍遷、激子轉移、載流子輸運、能量弛豫過程來理解量子態的運動規律。本項目將以納米碳材料的多維光譜模擬工作為契機，整合相關理論，發展一套適用於單量子體系量子態研究的多尺度理論框架。套用該框架探索的多維光譜精密探測量子態的機理，將為在單量子態層面理解物理與化學過程提供技術手段。

結題摘要

我們設計並構築了幾種新型的複合結構，集成了具有光電轉換功能的半導體納米結構、具有催化活性和近場光子操縱能力的金屬納米結構、和具有柔性導電功能的低維碳納米結構。基於表徵實驗中獲得的電子運動信息，我們的通過第一性原理的計算模擬研究，理解和發掘出了這些複合材料體系中（半導體-金屬、金屬-石墨烯、半導體-低維碳材料）的量子態耦合（態密度、電荷分布、勢能面、耦合常數等）對尺寸、結構及化學組成等納米結構參數的依賴性原理及其控制方式。通過揭示複合材料中的電子態動力學演化規律並掌握其微觀過程的協同和調控原理，我們較好的完成了研究計畫。